Modernisierung des seismischen Netzwerks der Ukraine: verbesserte Erdbebenüberwachung

Die anfängliche Feinabstimmung der SeisComP-Parameter wird sich auf die Optimierung der Auswahl von Passbändern und der Parameter der Erdbebenphasendetektions- und Pick-Algorithmen konzentrieren, insbesondere des Short-Time-Average/Long-Time-Average (STA/LTA) Triggers, unter Berücksichtigung der Lärmverhältnisse und der moderaten Seismizität in der Westukraine.

Sobald die Parameter für das gesamte Netzwerk optimiert sind, werden sie für einzelne Stationen durch gezielte Gittersuchen weiter verfeinert, wobei deren Einfluss auf verpasste Detektionen und falsche Pick-Meldungen bewertet wird.

Obwohl das automatische Phasenpicking den Bedarf an manueller Überprüfung erheblich reduziert, wird es diese nicht vollständig ersetzen. Eine manuelle Pick-Verfeinerung und Ereignisrelokation wird mithilfe des scolv-Moduls in SeisComP durchgeführt, um die Genauigkeit dort zu verbessern, wo es erforderlich ist. Dieser Prozess umfasst das Picking zusätzlicher Phasen, die Bestätigung vorhandener Picks und das Hinzufügen ergänzender Informationen wie Polarität. Zusätzlich wird ein auf Deep Learning (DL) basierendes Repicker-Modul für SeisComP, basierend auf dem SeisBench-Framework, getestet, um sein Potenzial zur Verbesserung der Detektionsfähigkeiten des ukrainischen seismischen Netzwerks zu bewerten.

Zur weiteren Verbesserung der Erdbebenlokalisierungsgenauigkeit werden Laufzeittabellen aus lokalen Geschwindigkeitsmodellen erstellt und im LOCSAT-Lokalisierungsmodul implementiert, das standardmäßig das iasp91-Modell verwendet.

Der Erdbebenkatalog wird durch die Bestimmung eines lokalen eindimensionalen (1-D) Geschwindigkeitsmodells und die Anwendung von Stationskorrekturen verfeinert. Dies erfolgt durch die gemeinsame Inversion der ausgewählten Laufzeiten mithilfe von VELEST. Ein minimales 1-D-Geschwindigkeitsmodell wird durch einen iterativen Inversionsprozess abgeleitet, der gleichzeitig die Geschwindigkeitsparameter und die Erdbebenlokalisationen verfeinert. Laterale Heterogenitäten werden durch Stationskorrekturen berücksichtigt, um Variationen in der Oberflächengeschwindigkeit und der Stationshöhe auszugleichen. Das resultierende Modell liefert eine vereinfachte, aber optimale Geschwindigkeitsstruktur, minimiert Residualfehler im gesamten Datensatz und verbessert die Genauigkeit der Hypozentrum-Lokalisierung.

Der verfeinerte Erdbebenkatalog bildet die Grundlage für eine seismotektonische Analyse der ukrainischen Karpaten und untersucht räumliche und zeitliche Muster der Seismizität in Bezug auf die Hauptstörungssysteme. Zusammen bilden diese Maßnahmen eine moderne Grundlage für die seismische Überwachung und tektonische Analyse in der Ukraine.