Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Precursory Activity Before Larger Events in Greece Revealed by Aggregated Seismicity Data
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, Geophysics.ORCID iD: 0000-0001-7070-8352
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, Geophysics.
2017 (English)In: Pure and Applied Geophysics, ISSN 0033-4553, E-ISSN 1420-9136, Vol. 174, no 3, 1331-1343 p.Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

We investigate the seismicity rate behaviour in and around Greece during 2009, seeking significant changes in rate preceding larger events. For individual larger events it is difficult to clearly distinguish precursory rate changes from other, possibly unrelated, variations in seismicity. However, when we aggregate seismicity data occurring within a radius of 10 km and in a 50-day window prior to earthquakes with, e. g. magnitude C3.5, the resulting aggregated time series show a clearly increasing trend starting 2-3 weeks prior to the "mainshock'' time. We apply statistical tests to investigate if the observed behaviour may be simply consistent with random (poissonian) variations, or, as some earlier studies suggest, with clustering in the sense that high activity rates at some time may imply increased rates later, and thus (randomly) greater probability of larger coming events than for periods of lower seismicity. In this case, rate increases have little useful predictive power. Using data from the entire catalogue, the aggregated rate changes before larger events are clearly and strongly statistically significant and cannot be explained by such clustering. To test this we choose events at random from the catalogue as potential "mainshocks''. The events preceding the randomly chosen earthquakes show less pronounced rate increases compared to the observed rate changes prior to larger events. Similar behaviour is observed in data sub-sets. However, statistical confidence decreases for geographical subsets containing few "mainshocks'' as it does when data are weighted such that "mainshocks'' with many preceding events are strongly downweighted relative to those with fewer. The analyses suggest that genuine changes in aggregated rate do occur prior to larger events and that this behaviour is not due to a small number of mainshocks with many preceding events dominating the analysis. It does not automatically follow that it will be possible to routinely observe precursory changes prior to individual larger events, but there is a possibility that this may be feasible, e. g. with better data from more sensitive networks.

Place, publisher, year, edition, pages
SPRINGER BASEL AG , 2017. Vol. 174, no 3, 1331-1343 p.
Keyword [en]
Temporal seismicity patterns, aggregated data, precursory activity, Greece
National Category
Geophysics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:uu:diva-320921DOI: 10.1007/s00024-017-1465-6ISI: 000396834700039OAI: oai:DiVA.org:uu-320921DiVA: diva2:1091607
Available from: 2017-04-27 Created: 2017-04-27 Last updated: 2017-08-21Bibliographically approved
In thesis
1. Seismicity Analyses Using Dense Network Data: Catalogue Statistics and Possible Foreshocks Investigated Using Empirical and Synthetic Data
Open this publication in new window or tab >>Seismicity Analyses Using Dense Network Data: Catalogue Statistics and Possible Foreshocks Investigated Using Empirical and Synthetic Data
2017 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Precursors related to seismicity patterns are probably the most promising phenomena for short-term earthquake forecasting, although it remains unclear if such forecasting is possible. Foreshock activity has often been recorded but its possible use as indicator of coming larger events is still debated due to the limited number of unambiguously observed foreshocks. Seismicity data which is inadequate in volume or character might be one of the reasons foreshocks cannot easily be identified. One method used to investigate the possible presence of generic seismicity behavior preceding larger events is the aggregation of seismicity series. Sequences preceding mainshocks chosen from empirical data are superimposed, revealing an increasing average seismicity rate prior to the mainshocks. Such an increase could result from the tendency of seismicity to cluster in space and time, thus the observed patterns could be of limited predictive value. Randomized tests using the empirical catalogues imply that the observed increasing rate is statistically significant compared to an increase due to simple clustering, indicating the existence of genuine foreshocks, somehow mechanically related to their mainshocks. If network sensitivity increases, the identification of foreshocks as such may improve. The possibility of improved identification of foreshock sequences is tested using synthetic data, produced with specific assumptions about the earthquake process. Complications related to background activity and aftershock production are investigated numerically, in generalized cases and in data-based scenarios. Catalogues including smaller, and thereby more, earthquakes can probably contribute to better understanding the earthquake processes and to the future of earthquake forecasting. An important aspect in such seismicity studies is the correct estimation of the empirical catalogue properties, including the magnitude of completeness (Mc) and the b-value. The potential influence of errors in the reported magnitudes in an earthquake catalogue on the estimation of Mc and b-value is investigated using synthetic magnitude catalogues, contaminated with Gaussian error. The effectiveness of different algorithms for Mc and b-value estimation are discussed. The sample size and the error level seem to affect the estimation of b-value, with implications for the reliability of the assessment of the future rate of large events and thus of seismic hazard.

Abstract [el]

Οι προσεισμοί αποτελούν τα πλέον υποσχόμενα πρόδρομα φαινόμενα για τη βραχυπρόθεσμη πρόγνωση των σεισμών, παρόλο που παραμένει άγνωστο το αν μια τέτοια πρόγνωση είναι εφικτή. Η χρήση της προσεισμικής δραστηριότητας ως ένδειξη ενός επερχόμενου μεγάλου σεισμού είναι αμφιλεγόμενη, κυρίως λόγω του περιορισμένου πλήθους των προσεισμών, γεγονός που πιθανά οφείλεται στην ανεπαρκή καταγραφή σεισμικών δεδομένων. Η άθροιση σεισμικών σειρών είναι μια μέθοδος που εφαρμόζεται προκειμένου να μελετηθεί η πιθανή παρουσία ενός γενικευμένου μοτίβου σεισμικότητας πριν από ισχυρούς σεισμούς. Η υπέρθεση σεισμικών ακολουθιών που προηγήθηκαν των κυρίων σεισμών αναδεικνύει μια αυξανόμενη μέση δραστηριότητα πριν από τους κύριους σεισμούς. Μια τέτοια συμπεριφορά θα μπορούσε να προκύψει και από την εγγενή τάση των σεισμών να ομαδοποιούνται χωρικά και χρονικά, με αποτέλεσμα τα παρατηρούμενα μοτίβα να έχουν περιορισμένη προγνωστική αξία. Τυχαιοποιημένοι έλεγχοι των πραγματικών δεδομένων υποδηλώνουν ότι ο παρατηρούμενος αυξανόμενος ρυθμός είναι στατιστικά σημαντικός σε σύγκριση με τη μεταβολή που οφείλεται στη γένεση απλών συστάδων σεισμών, αναδεικνύοντας την ύπαρξη προσεισμών αιτιολογικά συσχετιζόμενων με τους κύριους σεισμούς. Μια ενδεχόμενη αύξηση της ευαισθησίας των σεισμικών δικτύων πιθανά να συμβάλει στην αποτελεσματικότερη αναγνώριση των προσεισμών. Η πιθανότητα μιας τέτοιας βελτίωσης ελέγχεται με τη χρήση συνθετικών δεδομένων τα οποία προκύπτουν υπό προϋποθέσεις ως προς τη σεισμική διαδικασία. Οι επιπλοκές που μπορεί να προκύψουν από την παρουσία σεισμικότητας υποβάθρου και των μετασεισμικών ακολουθιών διερευνώνται αριθμητικά, με γενικευμένες περιπτώσεις και σενάρια που βασίζονται σε πραγματικά δεδομένα. Οι κατάλογοι που περιλαμβάνουν μικρότερους και επομένως περισσότερους σεισμούς μπορούν πιθανώς να συμβάλουν στην καλύτερη κατανόηση των σεισμικών διεργασιών και στη μελλοντική πρόγνωση των σεισμών. Σημαντική πτυχή σε τέτοιες μελέτες αποτελεί η σωστή εκτίμηση των ιδιοτήτων των σεισμικών καταλόγων, όπως είναι το μέγεθος πληρότητας και η παράμετρος b. Η επίδραση των σφαλμάτων των μεγεθών που υπάρχουν στους σεισμικούς καταλόγους στην εκτίμηση των προαναφερθέντων ιδιοτήτων ερευνάται χρησιμοποιώντας συνθετικά μεγέθη στα οποία ενυπάρχουν κανονικώς κατανεμημένα σφάλματα. Κατά τη διερεύνηση της αποτελεσματικότητας των διαφόρων μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την εκτίμηση του μεγέθους πληρότητας προκύπτει ότι το μέγεθος του δείγματος και του σφάλματος των μεγεθών μπορούν να επηρεάσουν την εκτίμηση της παραμέτρου b, με επιπτώσεις στην εκτίμηση του ρυθμού των μελλοντικών ισχυρών σεισμών και την αξιολόγηση του σεισμικού κινδύνου.

Place, publisher, year, edition, pages
Uppsala: Acta Universitatis Upsaliensis, 2017. 98 p.
Series
Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology, ISSN 1651-6214 ; 1545
Keyword
Statistical Seismology, Earthquake Catalogue Statistics, Seismicity Patterns, Precursors, Foreshocks, Στατιστική Σεισμολογία, Κατάλογοι Σεισμών, Μοτίβα Σεισμικότητας, Πρόδρομα Φαινόμενα, Προσεισμοί
National Category
Geophysics
Research subject
Geophysics with specialization in Seismology
Identifiers
urn:nbn:se:uu:diva-328057 (URN)978-91-513-0042-9 (ISBN)
Public defence
2017-10-12, Hambergsalen, Villavägen 16, Uppsala, 13:00 (English)
Opponent
Supervisors
Available from: 2017-09-20 Created: 2017-08-21 Last updated: 2017-09-20

Open Access in DiVA

fulltext(2890 kB)41 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2890 kBChecksum SHA-512
31bb5e305095ffb81d9540c8468401c91bb3b847c59f9256e0113670f4a866e07e5ad5f1d6e4e8122038b15eaf7ecf8350c5feed3d0f69bf698f6cadcc345de9
Type fulltextMimetype application/pdf

Other links

Publisher's full text

Search in DiVA

By author/editor
Adamaki, Angeliki K.Roberts, Roland G.
By organisation
Geophysics
In the same journal
Pure and Applied Geophysics
Geophysics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 41 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Altmetric score

Total: 449 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf