dc.contributor.author
Muzli, Muzli
dc.date.accessioned
2018-06-08T00:08:38Z
dc.date.available
2013-05-06T12:14:43.268Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/11514
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15712
dc.description.abstract
We recover coseismic static surface deformation by double integration of
strong motion accelerometric data. Compared to GPS measurement, the advantage
of strong motion data is that they have the potential to provide real-time
coseismic static displacements. Strong motion data, however, has the classic
problem of baseline offsets which produce unrealistic displacements after
double integration is applied. We adopted a bilinear line fitting of empirical
baseline correction method to overcome such problem. We investigate the
improvement methods of baseline correction that constrain the maximum flatness
of the displacement trace and use the cumulative energy ratio as a threshold.
We apply the methods to data sets of the 2003, Mw 8.3 Tokachi-Oki earthquake,
the 2007, Mw 7.7 Tocopilla earthquake, the 2010, Mw 7.8 Mentawai earthquake
and the 2011, Mw 9.0 Tohoku earthquake. We show that, in general, the results
of strong motion derived displacements are comparable to nearby GPS data for
most data sets, although for far-field data the method may lead to poor
results. It confirms that cumulative energy ratio is appropriate to be used as
a threshold of baseline correction method. The very large and very good
quality of boreholes strong motion data of the Tohoku earthquake gives
opportunity to investigate the method deeply. We analyze the dependency of the
method on hypocenter distance, magnitude and rupture model of the earthquake.
We found that the method has a strong dependency on the given parameters,
particularly on hypocenter distance. We also show that the method should be
distinguished for horizontal and vertical components. Using our improvement
method in this study, the deviations of vector length between strong motion
derived displacements and nearby GPS data either for horizontal or vertical
components, are significantly minimized. Further study, we optimize the use of
valuable rapid static displacement data obtained from strong motion or GPS
near-source station. We introduce a centroid grid search method to calculate
the moment magnitude by using Okada (1985) model. Our method calculates
reasonable moment magnitude using data even only from single station. This
method can be done very rapidly within about 5 minutes. It provides crucial
information e.g. for making tsunami warning decision.
de
dc.description.abstract
In dieser Studie wird die koseismische statische Oberflaechendeformation durch
zweifache Integration von Strong Motion Beschleunigungsdaten berechnet. Strong
Motion Daten haben im Vergleich zu GPS-Messungen den Vorteil, Angaben ueber
koseismische statische Verschiebung in Echtzeit bereitstellen zu koennen.
Allerdings zeigen Strong Motion Daten das klassische Problem eines
Basislinienversatzes. Dieser kann nach der zweifachen Integration der
Beschleunigungsdaten zu unrealistischen Werten fuer die Bodenverschiebung
fuehren. Dieses Problem wird durch eine bilineare Kurvenangleichung der
empirischen Basislinienkorrektur behoben. Wir untersuchen eine verbesserte
Methode zur Basislinienkorrektur, welche die maximale Flachheit der
Deformationskurve als Bedingung hat, sowie kumulative Energieverhaeltnisse als
Grenzwerte verwendet. Diese Methode wird auf seismische Datensaetze des 2003,
Mw 8.3 Tokachi-Oki Bebens, des 2007, Mw 7.7 Tocopilla Bebens, des 2010, Mw 7,8
Mentawai Bebens und des 2011, Mw 9.0 Tohoku Bebens angewandt. Fuer die meisten
Datensaetze sind im allgemeinen die aus Strong Motion Daten berechneten
Verschiebungen mit den durch GPS gemessenen Verschiebungen vergleichbar.
Allerdings kann die Anwendung der Methode auf Fernfeld-Daten zu schlechten
Ergebnissen fuehren. Es wird bestaetigt, dass das kumulative
Energieverhaeltnis als Grenzwert fuer die Basislinienkorrektur verwendet
werden kann. Die grosse Datenmenge und sehr gute Datenqualitaet der Strong
Motion Bohrlochdaten des Tohoku Bebens erlaubt eine genauere Untersuchung der
genannten Methode. Die Abhaengigkeit der Methode von Hypozentraldistanz,
Magnitude und des verwendeten Bruchmodells wird analysiert. Wir zeigen eine
starke Abhaengigkeit der Methode von den gegebenen Parametern, im speziellen
vom Parameter Hypozentraldistanz. Desweiteren zeigen wir, dass bei der
Benutzung dieser Methode zwischen horizontalen und vertikalen Komponenten
unterschieden werden sollte. Die Verwendung unserer verbesserten Methode
minimiert signifikant die Abweichung zwischen aus Strong Motion Daten
berechneter Verschiebung und durch GPS Messungen gemessene Verschiebung fuer
Horizontal- und Vertikalkomponente. In einer weiteren Untersuchung optimieren
wir den Einsatz von wichtigen, schnell verfuegbaren statischen
Verschiebungsdaten, gewonnen aus Strong Motion Daten oder aus GPS-Stationen
nahe der Quelle. Wir schlagen eine Rastersuche zur Berechnung der
Momentenmagnitude anhand des Modells von Okada (1985) vor. Die Methode liefert
auch unter Verwendung von Daten nur einer einzelnen Station akzeptable
Momentenmagnitudenberechnungen. Diese Berechnung kann sehr schnell (5 Minuten)
durchgefuehrt werden und kann somit wertvolle Informationen, fuer z.B. die
Tsumanifruehwarnung, liefern.
de
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
Coseismic deformation
dc.subject
static displacements
dc.subject
strong motion data
dc.subject
baseline correction
dc.subject
tsunami early warning
dc.subject
moment magnitude
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::550 Geowissenschaften, Geologie
dc.title
Combined evaluation of strong motion and GPS data for analyzing coseismic
deformation caused by strong earthquakes
dc.contributor.contact
muzli2000@yahoo.com
dc.contributor.firstReferee
Priv. Doz. Dr. Guenter Asch
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Serge Shapiro
dc.date.accepted
2013-04-15
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000094179-0
dc.title.translated
Kombinierte Auswertung von Strong Motion- und GPS-Daten zur Bestimmung der
koseismischen Deformation bei starken Erdbeben
de
refubium.affiliation
Geowissenschaften
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000094179
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000013347
dcterms.accessRights.dnb
free
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open access