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Title
Einflüsse der Netzwerkkonfiguration auf Erdbebenlokalisierungen / Maria-Theresia Apoloner
Additional Titles
Influence of network configuration on earthquake localization
AuthorApoloner, Maria-Theresia
CensorBrückl, Ewald ; Mertl, Stefan
Published2011
DescriptionVI, 97 Bl. : Ill., graph. Darst., Kt.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2011
Annotation
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
Zsfassung in engl. Sprache
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)Erdbeben / Lokalisierung / Netzwerkkonfiguration / Detektionsschwelle / Laufzeitverbesserung
Keywords (EN)earthquake / localisation / network configuration / detection threshold / travel-time improvment
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-39390 Persistent Identifier (URN)
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Einflüsse der Netzwerkkonfiguration auf Erdbebenlokalisierungen [11.11 mb]
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Abstract (German)

Die rezente seismische Aktivität um Wien weist auf eine noch immer aktive Tektonik im Wiener Becken hin. Die Kenntnis wahrscheinlicher maximaler Magnituden im Großraum Wien ist für die zu erwartende Erdbebengefährdung von großer Bedeutung.

Eine Abschätzung kann über die Ausdehnung von Bruchflächen gemacht werden, welche oberflächennahe bekannt sind, in den tieferen seismogenen Zonen aber nur durch Erdbeben kartiert werden können. Aktuelle Standardlokalisierung bieten jedoch keine ausreichende Genauigkeit.

Durch die Verwendung zusätzlicher Stationen im Rahmen des Projektes ALPAACT und eines 3D-Geschwindigkeitmodells wird die Ortungsgenauigkeit erhöht.

Manche Stationen stehen aber nur zeitlich begrenzt zur Verfügung, die Ortungsgenauigkeit soll jedoch erhalten bleiben. Dazu müssen systematische Einflüsse auf die Lokalisierung aufgedeckt und Verbesserungsmöglichkeiten untersucht werden.

Als erstes wurde der Abbau von Stationen des ALPAACT Netzes simuliert.

Im zweiten Fall wurde die Änderung der Netzwerkkonfiguration aufgrund von Stationswegfall durch geringere Magnituden modelliert. Dafür wurden Detektionsschwellen für jede Station über die tatsächlich gemachten Ankunftszeitbeobachtungen gebildet.

Anschließend wurden die Einflüsse in der Laufzeitberechnung durch Offset und Station ermittelt und mit einer verbesserten Laufzeitberechnung neu lokalisiert. Da nur eine teilweise Verbesserung erreicht werden konnte, wurde Fehler in den beobachteten Ankunftszeiten simuliert. Die Fehler in den Ankunftszeiten entsprachen den tatsächlich beobachteten Lageänderungen.

Durch die verbesserte Laufzeitberechnung konnte die Standardabweichung der Laufzeitresiduen um mehr als 20 % reduziert werden. Die relative Lageänderungen konnten teilweise verbessert werden, im Mittel jedoch nicht. Mit der verbesserten Laufzeitberechnung weichen die tektonischen Erdbeben nur noch um weniger als 2.7 km von einer Mittellinie mit einer Länge von 49 km im südlichen Wiener Becken ab. Außerdem ist nun ein Abwärtstrend der Bebetiefen in Richtung Nordosten sichtbar.

Für eine genauere Lokalisierung ist eine verbesserte Beobachtung der Ankunftszeiten notwendig. Ein größerer Datensatz an Erdbeben für die Ermittlung von Offset- und Stationskorrektur wäre für zukünftige Untersuchungen ebenfalls förderlich.

Abstract (English)

The recent seismic activity around Vienna suggests still-active tectonics in the Vienna Basin. Knowledge of maximum credible earthquake in the metropolitan area of Vienna is of great importance for estimating seismic hazard. One possibility to do so is to estimate the size of fault surfaces, which, however, with the current standard earthquake localization can not be mapped sufficiently.

Through the use of additional stations in the ALPAACT project and an enhanced 3D velocity model, the location accuracy is increased. Some stations are only available for limited time, but the location accuracy is to be preserved. This requires detecing systematic influences in localization and afterwards invesitgating possible improvements.

Two changes in the network configuration were investigated. First, the dismantling of some stations of the ALPAACT network was simulated. In the second case, the change in network configuration due to station outage at lower magnitudes was modeled. Detection thresholds were established for each station based on actual observed arrival times.

Subsequently, the effects on localisation by station and offset were determined. The calculated travel times were corrected and a new localisation was determined. Since only a partial improvement was achieved, errors in the observed arrival times were simulated.

The errors in the arrival times correspond to the actual observed changes in position.

Because of improved travel time calculation the standard deviation of travel time residuals was reduced by more than 20%. The relative position changes were partially improved, but the mean was not. With the improved travel-time calculation the located earthquakes differ by less than 2.7 to a center line with a length of 49 km.

Furthemore a downward trend in the earthquake depths to the northeast is visible.

For better earthquake localization improved picking of the arrival times is necessary. A larger data set of earthquakes for the determination of the offset-term and station-term would be benificial for further investigations.

iv

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