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지진 지속시간 규모

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목차

1. 개요

지진 지속시간 규모는 지진파의 지속 시간을 이용하여 지진의 규모를 추정하는 방법이다. 1965년 솔로베프가 제안한 이후, 1972년 리 등이 캘리포니아 지역 지진의 릭터 규모를 추정하기 위해 처음으로 코다파의 지속시간을 사용하면서 연구가 시작되었다. 이후 장비의 발전으로 단주기 수직지진계에 기록된 신호 지속시간을 사용하여 코다파 규모(Md)를 추정하는 방법이 사용되고 있으며, 이탈리아와 인도 부지 지역의 지진 데이터를 통해 경험적 관계식이 도출되었다. 또한, 지진 지속시간 규모와 릭터 규모를 서로 환산하는 연구도 진행되었지만, 변환에는 물리적 및 수학적 제한이 따른다.

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지진 지속시간 규모

2. 개발과 사용

1965년 솔로베프는 표면파의 지속시간 대신 총 지진파의 지속시간을 사용하자고 제안하였다.[9] 1972년 리 등의 연구진들은 미국 캘리포니아주 지역의 지진의 릭터 규모를 추정하기 위해 처음으로 코다파의 지속시간을 사용하였다.[10] 이 연구를 바탕으로 연구팀은 지진파 신호의 지속시간을 바탕으로 국지적인 지진의 규모를 추정하는 것이 적절하다고 결론내렸다. 최근에는 장비의 발전으로 단주기 수직지진계에 기록된 신호 지속시간을 사용하여 코다파 규모(Md)를 추정하는 방법도 사용하고 있다. 그 외에도 세계 다른 지역에서도 코다파의 지속시간과 규모와의 상관관계를 연구하였다. 2004년 만델 등의 연구팀에 따르면 지속시간 규모는 Md0.0에서 5.0 사이 지진에 대해 매우 안정적으로 잘 환산된다는 결과를 보여주었다.[11]

지속시간 규모의 측정식은 아래와 같다. 여기서 c0, c1, c2는 상수이고 Δ는 진앙과의 거리이다. c_2 \Delta 가 매우 작으므로 이 항은 생략되기도 한다.

: M_d = c_0 + c_1 \log T_d + c_2 \Delta

2. 1. 초기 연구

1965년 솔로베프는 표면파의 지속시간 대신 총 지진파의 지속시간을 사용하자고 제안하였다.[9] 1972년 리 등의 연구진들은 미국 캘리포니아주 지역의 지진의 릭터 규모를 추정하기 위해 처음으로 코다파의 지속시간을 사용하였다.[10] 이 연구를 바탕으로 연구팀은 지진파 신호의 지속시간을 바탕으로 국지적인 지진의 규모를 추정하는 것이 적절하다고 결론내렸다. 최근에는 장비의 발전으로 단주기 수직지진계에 기록된 신호 지속시간을 사용하여 코다파 규모(Md)를 추정하는 방법도 사용하고 있다. 그 외에도 세계 다른 지역에서도 코다파의 지속시간과 규모와의 상관관계를 연구하였다. 2004년 만델 등의 연구팀에 따르면 지속시간 규모는 Md0.0에서 5.0 사이 지진에 대해 매우 안정적으로 잘 환산된다는 결과를 보여주었다.[11]

지속시간 규모의 측정식은 아래와 같다. 여기서 c0, c1, c2는 상수이고 Δ는 진앙과의 거리이다. c2Δ 가 매우 작으므로 이 항은 생략되기도 한다.

: Md = c0 + c1 log Td + c2Δ

2. 2. 최근 연구 동향

1965년 솔로베프가 표면파의 지속시간 대신 총 지진파의 지속시간을 사용하자고 제안한 이후,[9] 1972년 리 등의 연구진들은 미국 캘리포니아주 지역의 지진의 릭터 규모를 추정하기 위해 처음으로 코다파의 지속시간을 사용하였다.[10] 최근에는 장비의 발전으로 단주기 수직지진계에 기록된 신호 지속시간을 사용하여 코다파 규모(M~d~)를 추정하는 방법도 사용하고 있다. 2004년 만델 등의 연구팀에 따르면 지속시간 규모는 M~d~0.0에서 5.0 사이 지진에 대해 매우 안정적으로 잘 환산된다는 결과를 보여주었다.[11] 세계 다른 지역에서도 코다파의 지속시간과 규모와의 상관관계를 연구하였다.

3. 지속시간 규모 측정식

4. 경험적 관계식

1981년에서 2002년까지 이탈리아에서 발생한 릭터 규모 ML3.5-5.8 사이의 지진 10만건과[12] 2001년 인도 서북지역의 부지 도시에서 일어난 표면파 규모 MS4.0 이상인 여진 121건[11] 등 통계학적으로 안정된 샘플을 사용한 두 연구에서 지진 지속시간 규모를 추정할 수 있는 경험적인 관계식을 도출하였다.

:Md = 2.49*log10 (T) - 2.31 + (Station\ correction\ factor) (Castello et al., 2007)[12][5]

:Md = 0.08*log10 (T)2 + 1.7*log10 (T) - 0.87 (Mandal et al., 2004)[11][4]

여기서 ''T''는 코다의 지속시간(s)이다.

4. 1. 이탈리아 지진 (Castello et al., 2007)

1981년에서 2002년까지 이탈리아에서 발생한 릭터 규모 ML3.5-5.8 사이의 지진 10만건을 분석하여 도출한 관계식은 다음과 같다.[12][5]

:M_d = 2.49*log_{10} (T) - 2.31 + (Station\ correction\ factor) (Castello et al., 2007)

여기서 ''T''는 코다의 지속시간(s)이다.

4. 2. 인도 부지 지진 (Mandal et al., 2004)

2001년 인도 서북지역의 부지 도시에서 일어난 표면파 규모 M~S~4.0 이상인 여진 121건을 분석하여 도출한 관계식은 다음과 같다.[11][4]

:M_d = 0.08*log_{10} (T)^2 + 1.7*log_{10} (T) - 0.87 (Mandal et al., 2004)

위 식에서 T는 코다의 지속시간(s)이다.

5. 릭터 규모로 환산

경험적으로 도출한 지진 규모 척도와 같이 '민감한' 지진 매개변수간의 변환은 물리적으로 제한되고 수학적으로 주의를 기울여야 하지만, 그럼에도 일부 지진학자들은 미국 애리조나주에서 발생한 적은 수의 지진 표본을 통해 지진 지속시간 규모와 릭터 규모를 서로 환산할 수 있는 관계식을 세웠다.[13]

:M_L = 0.936 * M_d - 0.16 \pm 0.22

브럼보(Brumbaugh)[6]와 같은 일부 지진학자들은 애리조나에서 발생한 17개의 비교적 작은 표본에 대해 릭터 규모/Local magnitude영어과 지진 지속시간 규모/duration magnitude영어를 연결하는 관계를 시도했다.

:M_L = 0.936 * M_d - 0.16 \pm 0.22

5. 1. 미국 애리조나주 지진 연구

일부 지진학자들은 미국 애리조나주에서 발생한 적은 수의 지진 표본을 통해 지진 지속시간 규모와 릭터 규모를 서로 환산할 수 있는 관계식을 세웠다.[13][6] 하지만, 이러한 변환은 물리적으로 제한되고 수학적으로 주의를 기울여야 한다.

: M_L = 0.936 * M_d - 0.16 \pm 0.22

6. 한국에서의 활용 및 연구 과제

참조

[1] 간행물 A new method for the determination of the magnitude of earthquakes
[2] 간행물 Seismicity of Sakalin Tokyo Univ.
[3] 간행물 A method of estimating magnitude of local earthquakes from signal duration
[4] 간행물 Coda duration magnitude scale of 2001 Bhuj aftershocks, India https://www.academia[...]
[5] 간행물 Local and Duration Magnitude Determination for the Italian Earthquake Catalog, 1981–2002
[6] 간행물 A comparison of duration magnitude to local magnitude for seismic events recorded in northern Arizona
[7] 간행물 A new method for the determination of the magnitude of earthquakes
[8] 문서 Harvnb|Bormann|Wendt|Di Giacomo|2013|loc=§3.2.4.5
[9] 간행물 Seismicity of Sakalin Tokyo Univ.
[10] 간행물 A method of estimating magnitude of local earthquakes from signal duration
[11] 간행물 Coda duration magnitude scale of 2001 Bhuj aftershocks, India https://www.academia[...]
[12] 간행물 Local and Duration Magnitude Determination for the Italian Earthquake Catalog, 1981–2002
[13] 간행물 A comparison of duration magnitude to local magnitude for seismic events recorded in northern Arizona


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