43 Analiza vršnih pospeškov tal na potresnih opazovalnicah v Sloveniji Analysis of Peak Ground Acceleration at Slovenian Seismic Stations Martina Čarman, Mladen Živčić Abstract Paper describes the methodology of evaluating peak ground acceleration values, used in ARSO since 2018. A couple of minutes after a strong earthquake, seismologist-on-duty receives PGA values recorded on seismic stations, evaluates earthquake intensity and decides about further ac- tions, if necessary. Povzetek Minuto ali dve po močnejšem potresu prejme dežurni seizmolog analizo vršnih pospeškov tal na potresnih opazovalnicah, s katero lahko hitro oce- ni učinke potresa ter pravočasno in pravilno ukrepa v primeru izrednih dogodkov. Z analizo smo začeli leta 2018, ko je bila končana posodobitev Državne mreže potresnih opazovalnic, pri kateri so bili na vse opazovalnice poleg seizmometrov nameščeni še pospeškometri. Uvod Analiza potresnih parametrov v realnem času je pomembno orodje za pravočasno poročanje o potresu, v primeru močnega potresa pa omogoča hitro oceno posledic potresa in učinkovito ukrepanje sil za zaščito, reševanje in pomoč. Današnja Državna mreža potresnih opazovalnic (DMPO) je bila postavljena v letih 2002−2006. Obenem je bilo leta 2002 vzpostavljeno tudi središče za zajem, analizo, arhiviranje in izmenjavo podatkov v Ljubljani (Kobal in drugi, 2006). Zajemu podatkov sledi samodejna analiza zapisov in v primeru potresa tudi izračun lokacije, žariščnega časa potresa in njegove magnitude. Ti parametri so ključni za hitro obveščanje javno- sti o potresu, vendar ne zadoščajo za oceno dejanskega obsega učinkov ob močnem potresu. Prvi korak v tej smeri smo naredili s samodejnim izračunom vršnih pospeškov tal, izrisom vrednosti na zemljevid in pošiljanjem te informacije pripravljenemu seizmologu. Karta vršnih pospeškov tal Pri posodobitvi Državne mreže potresnih opazovalnic v letih 2014−2018 (Tasič in Mali, 2018) smo med drugim poleg že nameščenih seizmometrov (tipal hitrosti nihanja tal) na vse potresne opazovalnice namestili tudi pospeškometre (tipala pospeškov nihanja tal). Seizmometer lahko zabeleži izredno majhna nihanja tal, a pri močnih potresih amplituda nihanja tal včasih preseže merilno območje seizmometra. Pospeškometer je manj občutljiv za šibke potrese, lahko pa meri močnejša nihanja tal. Tako s postavitvijo obeh instrumentov na isti lokaciji povečamo razpon amplitud nihanja tal, ki jih lahko beležimo. Postavitev pospeškometrov je omogočila analizo vršnih pospeškov tal (ali maksimalnih pospeškov tal ali PGA kot kratica za Peak Ground Acceleration) takoj po močnem potresu. Vršni pospešek tal je največja absolutna vrednost zapisa pospeška na akcelerogramu. Odčitavanje PGA vrednosti izvajamo s progra- mom dbwfmeas iz programskega paketa Antelope (Boulder Real Time Technologies, 2017). Pred odčitkom 44 M. Čarman, M. Živčić PGA zapise najprej filtriramo. Omejimo se na frekvenčno območje med 0,1 Hz in 20,0 Hz, ker so učinki potresa na grajeno okolje pri višjih oz. nižjih frekvencah zanemarljivi in za izbran namen nezanimivi. Če z opazovalnice iz kakršnega koli vzroka nismo uspeli zajeti akcelerograma, imamo pa seizmogram, torej zapis hitrosti, in ga, če ni prekrmiljen, uporabimo. Zgornji postopek je enak, le da v tem primeru program dbwfmeas zapis hitrosti najprej odvaja po času v zapis pospeškov. V realnem času merimo vrednosti PGA na horizontalnih komponentah zapisov. Največje vrednosti PGA, izmerjene na posameznih opazovalnicah, zrišemo na zemljevid. Na sliki 1 so prika- zane vrednosti za potres 1. novembra 2015 ob 7.52 UTC na Gorjancih. Poleg posamezne opazovalnice je na zemljevidu zapisana večja vrednost PGA (v tisočinkah zemeljskega težnega pospeška, v mg) izmed obeh odčitanih na horizontalnih komponentah. Opazovalnica je označena s kvadratkom, če je bila vrednost PGA odčitana z akcelerograma, medtem ko trikotnik označuje vrednost odčitano z seizmograma. Barva oznake ustreza vrednosti log(PGA[mg])/0,3, kar približno ustreza intenzitetam po EMS-98 lestvici. Analiza relacije med intenzitetami po EMS-98 in vrednostmi PGA je v teku. Ko bo narejena, jo bomo uporabili pri izrisu slike. Seizmolog kakšno minuto ali dve po močnem potresu že dostopa do slike, s pomočjo katere lažje oceni jakost tresenja tal, se lažje odloči za nadaljnje korake ter ukrepa hitreje. V kasnejših dodatnih analizah lahko izračunamo tudi vrednosti PGA na vertikalnih komponentah, izbere- mo drug filter, spremenimo druge parametre ali na sliko dorišemo intenzitetne točke. Dodamo lahko tudi podatke opazovalnic, katerih zapisov ne zajemamo v realnem času. Slika 1: Analiza vršnih pospeškov tal predstavljena na zemljevidu. Nadžarišče potresa je označeno z rdečim X. Figure 1: Map presentation of peak ground acceleration analysis. Epicenter is marked with red X. Analiza vršnih pospeškov tal na potresnih opazovalnicah 45 Da se izognemo seizmičnemu nemiru zaradi prometa, industrije in druge človeške dejavnosti, se opazo- valnice DMPO praviloma nahajajo izven naselij in so odmaknjene od prometnic ter industrijskih objektov. Če lokacija omogoča, so zgrajene na trdi kamninski podlagi, saj tako izboljšamo občutljivost opazovalnice. Zato ocena učinkov potresa, narejena na podlagi vršnih pospeškov tal z opazovalnic DMPO, ni nujno re- alna in reprezentativna za dogajanja v urbanih okoljih, ki so pogosto zgrajena na tleh, na katerih so učinki potresa močnejši. Za realnejšo oceno učinkov potresa je treba imeti gostejšo mrežo opazovalnic s senzorji pospeškov, še posebej v urbanih okoljih in v bližini pomembnih infrastrukturnih objektov. Zaključek Opisana analiza vršnih pospeškov tal na potresnih opazovalnicah predstavlja prvi korak na poti do samo- dejne izdelave kart tresenja tal, ang. shake maps (Wald in drugi, 1999). Karte tresenja tal so pomembno orodje pri oceni prizadetega območja, kjer je nastala gmotna škoda ter so morda ogroženi ljudje in živali. Omogočajo učinkovit odziv sil za zaščito, reševanje in pomoč. Literatura Boulder Real Time Technologies, inc. (online), 2017. Antelope Real Time System. Dostopno na naslovu: http://www.brtt.com/ (uporabljeno 12. 9. 2018). Kobal, M., Čarman, M., Kolar, J., Pahor, J., Živčić, M., 2006. Zajem in procesiranje seizmoloških podatkov s programskim paketom Antelope. Potresi v letu 2004, Agencija RS za okolje, Urad za seizmologijo in geologijo, Ljubljana. Tasič, I., Mali, M., 2018. Posodobitev državne mreže potresnih opazovalnic s pospeškometri. Potresi v letu 2016, Agencija RS za okolje, Urad za seizmologijo in geologijo, Ljubljana. Wald, D., Quitoriano, V., Heaton, T., Kanamori, H., Scrivner, C., Worden, C., 1999. TriNet ShakeMaps: rapid generation of peak ground motion and intensity maps for earthquakes in southern California. Earthquake Spectra 15, 537-556.