Analytical Calculation of the Seismic Hazard Curve from the Source Zone

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A number of specialized software packages have been now developed to calculate seismic hazard curves. Their algorithmic basis is based on the use of numerical methods. The key feature of such calculations is the discretization of the selected areas of seismic source zone (SSZ) — each zone is divided into finite elements, and each element has seismic activity proportional to its area. Besides, the values of earthquake magnitudes in the calculations also take a discrete set of values. Numerical methods certainly open upthe possibility of solving problems that cannot be described analytically, but they also introduce certain errors. Too large a division may not take into account local features of the seismic regime. The accuracy of the final results depends significantly on two key parameters: the selected magnitude discretization step and the principles of dividing the SSZ zones. In this study, weconsider a localized seismic source whose event flow strictly corresponds to the GutenbergRichter law. To determine the intensity of seismic vibrations, the Shebalin macroseismic field equation is used.

About the authors

R. N. Vakarchuk

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: roman@ifz.ru
Moscow, Russia

References

  1. Гусев А.А. Описательная статистическая модель излучения очага землетрясения и ее применение к оценке сильного движения // Вулканология и сейсмология. 1984. №1. С. 3–22.
  2. Левин Б.В., Ким Ч.У., Соловьев В.Н. Оценка сейсмической опасности и результаты детального сейсмического районирования для городов о. Сахалин // Тихоокеанская геология. 2012. Т. 31. №5. С. 93–103.
  3. Медведев С.В. (Москва), Шпонхойер В. (Иена), Карник В. (Прага). Шкала сейсмической интенсивности MSK-64. М.: МГК АН СССР. 1965. 11 с.
  4. Перетокин С.А. Некоторые аспекты вероятностной оценки сейсмической опасности с использованием эмпирических зависимостей // Инженерные изыскания. 2016. №7. С. 39–47.
  5. Писаренко В. Ф. Оценка параметров усеченного распределения Гутенберга–Рихтера (УГР) // Физика Земли. 2022. № 1. С. 90–99.
  6. Ризниченко Ю.В. От активности очагов землетрясений к сотрясаемости земной поверхности // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1965. № 11. С. 1–12.
  7. Ризниченко Ю.В. Сейсмическая сотрясаемость территории СССР. М.: Наука. 1979. С. 9–40.
  8. Справочник по специальным функциям с формулами, графиками и таблицами / М. Абрамовиц, И. Стиган (ред.). Пер. с англ. под ред. В. А. Диткина, Л. Н. Карамзиной. М.: Наука. 1979. С. 401–441.
  9. Уломов В.И. Модель источников землетрясений для сейсмического районирования Российской Федерации. Землетрясения России в 2006 году. Обнинск: ГС РАН. 2009.
  10. Шебалин Н.В. Опорные землетрясения и уравнения макросейсмического поля. Новый каталог сильных землетрясений на территории СССР с древнейших времен до 1975 г. М.: Наука. 1977. С. 20–30.
  11. Шебалин Н.В. Очаги сильных землетрясений на территории СССР. М. 1974. 53 с.
  12. Baker J.W., Bradley B.A., Stafford P.J. Seismic Hazard and Risk Analysis. Cambridge University Press. 2021. https://doi.org/10.1017/9781108425056
  13. Cornell C. A. Engineering Seismic Risk // Bulletin of the Seismological Society of America. 1968. V. 58. № 5. P. 1583–1606.
  14. Faccioli E., Cauzzi C. Macroseismic intensities for seismic scenarios estimated from instrumentally based correlations. 1st ECEESAt: Geneva, Switzerland. 2006. https://doi.org/10.13140/RG.2.1.3984.2641
  15. Gutenberg B., Richter C. Seismicity of the earth. 2nd ed. NY, Princeton: Princeton University Press. 1954.
  16. Gutenberg B., Richter C.F. Frequency of Earthquakes in California // Bulletin of the Seismological Society of America. 1944. V. 34. P. 185–188.
  17. Hanks T. C., Kanamori H. A moment magnitude scale // J. Geophys. Res. 1979. V. 84. P. 2348–2350.
  18. Holschneider M., Zoller G., Hainzl S. Estimation of the maximum possible magnitude in the framework of the doubly truncated Gutenberg–Richter model // Bull. Seismol. Soc. Am. 2011. V. 101. № 4. P. 1649–1659.
  19. Silva V., Crowley H., Pagani M. et al. Development of the OpenQuake engine, the Global Earthquake Model’s open-source software for seismic risk assessment // Natural Hazards. 2014. V. 72. P. 1409–1427. https://doi.org/10.1007/s11069-013-0618-x
  20. Wood H.O., Neumann F. Modified Mercalli Intensity Scale of 1931 // Bulletin of the Seismological Society of America. 1931. V. 21. P. 277–283.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).