68
Deprem Tehlike Analizine Giriş: Türkiye’den Örnekler Introduction to Seismic Hazard Analysis: Examples from Turkey Ali Osman Öncel, Turkey Knowledge exists to be imparted. (R.W. Emerson (

Deprem Tehlike Analizine Giriş

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Deprem Tehlike Analizine Giriş: Türkiye’den Örnekler

Introduction to Seismic Hazard Analysis: Examples from

Turkey

Ali Osman Öncel, Turkey

Knowledge exists to be imparted. (R.W. Emerson(

Page 2: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Deprem Tehlike Analizi

• Erzincan ve Çevresi• Kuzey Anadolu Fay Zonu• Artçı Şokların Etkisi• Tehlike Haritaları• Mmax Estimation

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 3: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 4: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 5: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 6: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 7: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 8: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 9: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 10: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Erzincan ve Çevresinin Sismotektoniği

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 11: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 12: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 13: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 14: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 15: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 16: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 17: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 18: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 19: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 20: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Deprem Tehlike Analizi

• Erzincan ve Çevresi• Kuzey Anadolu Fay Zonu• Artçı Şokların Etkisi• Tehlike Haritaları• Mmax Estimation

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 21: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 22: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 23: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 24: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Aktif Fay Haritaları

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 25: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Türki’nin Depremleri

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 26: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Depremlerin Yıllara Göre Değişimi

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 27: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Türkiye ve Çevresinin Depremselliği

Page 28: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 29: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 30: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 31: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 32: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 33: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 34: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 35: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 36: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 37: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 38: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Deprem Tehlike Analizi

• Erzincan ve Çevresi• Kuzey Anadolu Fay Zonu• Artçı Şokların Etkisi• Tehlike Haritaları• Mmax Estimation

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 39: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 40: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Artçı Şokların Etkisi

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 41: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Tüm Şok ve Anaşok Deprem Verileri

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 42: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 43: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Tekrarlanma Aralıkları Arasında ki Fark

Page 44: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Deprem Tehlike Analizi

• Erzincan ve Çevresi• Kuzey Anadolu Fay Zonu• Artçı Şokların Etkisi• Mmax Estimation

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 45: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 46: Deprem Tehlike Analizine Giriş

İvme Haritası

Ali Osman Öncel, Turkey

Page 47: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 48: Deprem Tehlike Analizine Giriş
Page 49: Deprem Tehlike Analizine Giriş

A. Kijko

Flaw in the EPRI Procedure for maximum earthquake magnitude estimation and

its correction

ESC 2010 6-10 September 2010 Montpeller, France

Andrzej Kijko, South Africa

Knowledge exists to be imparted. (R.W. Emerson(

Page 50: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Andrzej Kijko, South Africa

Contents

1. EPRI Bayesian Procedure for mmax

estimate

2. What is wrong with the procedure and

why?

3. How to cure it? Illustration

4. Conclusion and Remarks

Page 51: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Andrzej Kijko, South Africa

EPRI Procedure for mmax estimation (Cornell, 1994(

Splendid idea …

- combination of

observations with already

existing knowledge!

Page 52: Deprem Tehlike Analizine Giriş

EPRI Procedure for mmax Estimation (Cornell, 1994)

Andrzej Kijko, South Africa

Prior mmax distribution for intraplate regions

Courtesy Mark Petersen, USGS

Cratons Margins

Page 53: Deprem Tehlike Analizine Giriş

EPRI Procedure for mmax Estimation (Cornell, 1994)

Gaussian prior mmax distribution(e.g. M Ordaz, 2007)

Andrzej Kijko, South Africa

Page 54: Deprem Tehlike Analizine Giriş

EPRI Procedure for mmax Estimation (Cornell, 1994)

Petersen's prior & Gaussian prior

Andrzej Kijko, South Africa

5 . 5 6 6 . 5 7 7 . 5 8 8 . 50

0 . 5

1

1 . 5

2

2 . 5

M a g n i t u d e mm a x

Prior

PDF

P r i o r D i s t r i b u t i o n s o f mm a x

G a u s s i a n p r i o r ( m e a n m

m a x= 6 . 9 2 S D = 0 . 5 )

P r i o r f o r i n t r a p l e t e r e g i o n s b y M . P e t e r s e n ( U S G S )M e a n o f p r i o r m

m a x

Page 55: Deprem Tehlike Analizine Giriş

EPRI Procedure for mmax estimation, (Cornell, 1994)

Andrzej Kijko, South Africa

⋅=

maxmaxmax mof

yprobabilitprior

mgiven

likelihoodsampleconst

samplethegiven

mof

yprobabilitPosterior

Page 56: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Andrzej Kijko, South Africa

)()|()( maxmaxmax mpmLkmp priorposterior ⋅⋅= x

5 . 5 6 6 . 5 7 7 . 5 8 8 . 5 9- 1 . 4

- 1 . 2

- 1

- 0 . 8

- 0 . 6

- 0 . 4

- 0 . 2

0E x a m p le o f s a m p le l i k e l i h o d f u n c t i o n s

M a g n i t u d e

ln(like

lihoo

d fun

ction)

S a m p l e l i k e l i h o o d f u n c t i o n

" t r u e " mm a x

= 6 . 9 2

mm a x

o b s = 5 . 8 9

EPRI Procedure for mmax estimation, (Cornell, 1994)

5 . 5 6 6 . 5 7 7 . 5 8 8 . 50

0 . 5

1

1 . 5

2

2 . 5

M a g n i t u d e mm a x

Prior P

DFP r i o r D i s t r i b u t i o n s o f m

m a x

G a u s s i a n p r i o r ( m e a n m

m a x= 6 . 9 2 S D = 0 . 5 )

P r i o r f o r i n t r a p l e t e r e g i o n s b y M . P e t e r s e n ( U S G S )M e a n o f p r i o r m

m a x

Page 57: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Flow in EPRI Procedure

Andrzej Kijko, South Africa

• For the sample likelihood function,

the range of observations

(magnitudes) depends on the

unknown parameters.

• This dependence violates the

fundamental rules of application of

maximum likelihood estimation

procedure.

Page 58: Deprem Tehlike Analizine Giriş

• EPRI Bayesian procedure by default will underestimate value

of mmax !

• EPRI Bayesian procedure will locate mmax somewhere between maximum observed magnitude

and “true” mmax

Andrzej Kijko, South Africa

Flow in EPRI Procedure

Page 59: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Confirmation 1: Prior Distribution for Intraplate Regions (by M. Petersen, USGS)

Andrzej Kijko, South Africa

1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 06 . 1

6 . 2

6 . 3

6 . 4

6 . 5

6 . 6

6 . 7

6 . 8

6 . 9

7

7 . 1

E s t i m a t e d mm a x

w i t h p r i o r o f mm a x

f o r i n t r a p la t e r e g i o n s

A c t i v i t y r a t e L a m b d a * T i m e s p a n o f c a t a lo g u e [ Y ]

mm

ax

mm a x

e s t i m a t e d

mm a x

o b s e r v e d

" t r u e " mm a x

= 6 . 9 2

Page 60: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Andrzej Kijko, South Africa

Confirmation 2: Gaussian Prior (by Cornell, 1994)

1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 06 . 1

6 . 2

6 . 3

6 . 4

6 . 5

6 . 6

6 . 7

6 . 8

6 . 9

7

7 . 1

E s t i m a t e d mm a x

w i t h G a u s s i a n P r i o r

A c t i v i t y r a t e L a m b d a * T i m e s p a n o f c a t a lo g u e [ Y ]

mm

ax

mm a x

e s t i m a t e d

mm a x

o b s e r v e d

" t r u e " mm a x

= 6 . 9 2

Page 61: Deprem Tehlike Analizine Giriş

How to Correct the Flaw in the EPRI Procedure?

Andrzej Kijko, South Africa

• Eliminate effect

• Eliminate cause

Page 62: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Approach #1: Eliminate Effect

Andrzej Kijko, South Africa

Shift the Likelihood Function from

maximum observed magnitude to

maximum expected mmax

Δmm̂ obsmaxmax +=

[ ]∫=∆max

min

d)(m

m

nM mmF

Page 63: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Approach #1: Eliminate EffectCorrection by Shift of Sample Likelihood Function

Approach #1: Correction by shift of Sample

Likelihood Function

0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 06 . 5

6 . 6

6 . 7

6 . 8

6 . 9

7

7 . 1E f f e c t o f s h i f t o f s a m p le l i k e l i h o o d f u n c t i o n

N u m b e r o f e v e n t s

mm

ax

C u r r e n t E P R I P r o c e d u r eA f t e r c o r r e c t i o n b y s h i f t o f S a m p l e L i k e l i h o o d F u n c t i o n

" t r u e " mm a x

= 6 . 9 2

Andrzej Kijko, South Africa

Page 64: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Our Problem: For the sample likelihood function, the range of observations (magnitudes) depends on the unknown parameters

Approach #2: Eliminate CauseCorrection by Account of Magnitude Uncertainty

4 4 . 5 5 5 . 5 6 6 . 5 7 7 . 5 8 8 . 5 9

1 0- 6

1 0- 4

1 0- 2

1 00

M a g n i t u d e

G R

G R - a p p a r e n t

mmax

Andrzej Kijko, South Africa

Page 65: Deprem Tehlike Analizine Giriş

0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 06 . 5

6 . 6

6 . 7

6 . 8

6 . 9

7

7 . 1E f f e c t o f a c c o u n t o f m a g n i t u d e u n c e r t a i n t y

N u m b e r o f e v e n t s

mm

ax

C u r r e n t E P R I P r o c e d u r eA f t e r c o r r e c t i o n b y a c c o u n t o f m a g n i t u d e u n c e r t a i n t y

" t r u e " mm a x

= 6 . 9 2

Andrzej Kijko, South Africa

Approach #2: Eliminate CauseCorrection by Account of Magnitude Uncertainty

Page 66: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Comparison of Two Correction Procedures

0 1 0 0 2 0 0 3 0 0 4 0 0 5 0 0 6 0 0 7 0 0 8 0 0 9 0 0 1 0 0 06 . 5

6 . 6

6 . 7

6 . 8

6 . 9

7

7 . 1

C o m p a r i s o n o f mm a x

e s t i m a t i o n p r o c e d u r e s

N u m b e r o f e v e n t s

mm

ax

C u r r e n t E P R I P r o c e d u r e

A f t e r c o r r e c t i o n b y a c c o u n t o f m a g n i t u d e u n c e r t a i n t yA f t e r c o r r e c t i o n b y s h i f t o f S a m p l e L i k e l i h o o d F u n c t i o n

" t r u e " mm a x

= 6 . 9 2

Andrzej Kijko, South Africa

Page 67: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Andrzej Kijko, South Africa

Conclusions and Remarks

•Current EPRI Bayesian procedure by default underestimates value of mmax and locates mmax somewhere between maximum observed magnitude and “true” mmax.

•Underestimation of mmax can reach value of ½ a unit of magnitude.

•Two ways to correct the flaw of the procedure are presented.

Page 68: Deprem Tehlike Analizine Giriş

Thank You