Revisione dei fondamenti teorici e sperimentali delle stime di hazard a scala nazionale

 

Coordinatore: Paolo Gasperini

 

 

Introduzione

Nell'ultimo anno del progetto, oltre a proseguire gli studi avviati nelle quattro task attive del progetto, si cercherà di riassumere tutto il materiale prodotto per fornire una serie di orientamenti da utilizzare per le future indagini di hazard sismico.

Saranno analizzate le proprietà dei diversi "ingredienti" utilizzati per le stime di hazard ed in particolare: l'omogeneità e la completezza dei cataloghi sismici disponibili (storico e strumentale), la coerenza degli stili tettonici di rilascio sismico delle diverse aree della zonazione sismogenetica, le variazioni laterali dell'attenuazione sismica, il confronto tra le diverse valutazioni degli effetti di amplificazione locale. Allo stesso tempo si cercherà di trarre alcune conclusioni sulle proprietà di occorrenza e ricorrenza delle scosse sismiche e sui modelli più adatti per prevedere l'andamento della sismicità nell'immediato futuro (10-30 anni). Saranno poi ricercate occasioni di divulgazione e confronto dei risultati con altri progetti sia del Tema 1 che del Tema 2 anche in funzione di una futura formulazione di nuovi progetti GNDT.

 

Task 1 CATALOGO SISMICO STORICO (Responsabili: Guidoboni e Gasperini, Collaboratori: Bernardini, Ferrari, Vannucci)

Nonostante il titolo molto generico, le analisi proposte riguardano un ambito molto ristretto che fa riferimento essenzialmente alle tecniche di produzione ed elaborazione dei dati macrosismici. Questa task prevede forti interazioni con la 6C di cui è fornitrice di dati e metodologie.

Le attività previste riguardano:

i)               Ulteriori miglioramenti del codice Boxer riguardanti

a) sviluppo di nuovi metodi per calcolare l'epicentro per terremoti fuori costa: questa linea svilupperà alcune ipotesi riguardanti la Sicilia e la costa adriatica;

b) sviluppo di tecniche robuste per stimare la profondità della sorgente.

ii)             Applicazione dell'algoritmo "Fuzzy" per il calcolo dell'intensità ad alcuni forti terremoti Italiani.

Risultati attesi per il terzo anno sono:

       Nuova release del codice Boxer comprendente la localizzazione fuori costa ed il calcolo della profondità.

       Stime "Fuzzy" dell'Intensità per 2-3 forti terremoti Italiani.

 

Task 6C TOMOGRAFIA DELL'INTENSITA' ED EFFETTI DI SITO (Responsabile: Gasperini, Collaboratori: Albarello, Bernardini, Camassi, D'Amico, Ercolani, Lolli, Mucciarelli, Vannucci)

Questa task ha come obiettivo finale la "calibrazione" delle indagini di attenuazione strumentale effettuate per alcune aree limitate del territorio su un dato omogeneo globale. Inoltre la lista dei residui empirici di località, che ne rappresenta un risultato accessorio, permette a sua volta una verifica, su un database estremamente ampio, delle stime degli effetti di sito, effettuate da altri progetti GNDT su base geologica e teorica (simulazioni del moto del suolo) o sperimentale (misure di amplificazione assoluta o di rapporti spettrali). La task comprende anche un esempio di confronto tra varie modalità di stima del moto atteso del suolo, limitato all'area urbana di Firenze. Per i fini del progetto, saranno portate avanti in questo ambito ed in quello della Task 1 anche ricerche volte al miglioramento del catalogo sismico storico e del database macrosismico italiano.

Le attività previste riguardano:

i)               Introduzione delle orientazioni spaziali delle sorgenti sismiche nell'equazione di attenuazione bilineare al fine di rendere più realistico e preciso il calcolo delle distanze. Questo può essere fatto sia usando la tecnica Boxer (Gasperini et al., 1999) o calcolando, simultaneamente all'inversione tomografica, l'orientazione della sorgente che minimizza i residui di equazione.

ii)             Completamento e controllo, per uso interno del progetto, del nuovo dataset di intensità risentite in Italia.

iii)            Confronto dell'andamento spaziale dell'attenuazione dell'intensità con gli studi strumentali locali o regionali disponibili.

iv)            Confronto di dettaglio dei residui empirici di località con le caratteristiche litologiche e topografiche dei siti e misure di amplificazione locale disponibili in letteratura.

v)              Completamento dello studio di confronto tra le variazioni laterali dell'intensità avvertita nel centro storico di Firenze in occasione dei terremoti di Impruneta del 1895 e i risultati di simulazioni 1D del moto del suolo e di misure di amplificazione del suolo.

Risultati attesi per il terzo anno:

       Confronto statistico tra residui empirici di località, caratteristiche litologiche e topografiche e misure di amplificazione.

       Inversione tomografica definitiva utilizzando la metodologia aggiornata.

       Confronto delle variazioni laterali dell'intensità a Firenze con misure e simulazioni del moto del suolo.

 

Task 5 STATISTICA DELLE SORGENTI SISMICHE E COMPLETEZZA DEI CATALOGHI (Responsabile: Marzocchi, Collaboratori: Albarello, Dal Forno, D'Amico, Faenza, Gasperini, Lolli, Mucciarelli, Sandri, Selva, Vannucci)

L'obiettivo generale è quello di analizzare i dati sismologici disponibili (cataloghi sismici, meccanismi focali, campi macrosismici, ecc.) e di progettare specifici esperimenti per verificare le varie ipotesi e teorie sull'occorrenza dei terremoti che sono state proposte in letteratura ed anche quelle che potrebbero scaturire all'interno della stessa ricerca. Intendiamo studiare le modalità di occorrenza dei terremoti

i)               Nello spazio (modello sismogenetico)

ii)             Nel tempo (modelli di occorrenza statistica)

iii)            Nell'energia (leggi di scala)

iv)            Nell'ampiezza del moto del suolo al sito (legge di attenuazione ed effetti locali)

Per i fini interni alla task, saranno portate avanti in questo ambito anche attività volte al miglioramento del catalogo sismico strumentale italiano.

Risultati previsti per il terzo anno:

       Modello di occorrenza sismica nello spazio, relativamente alla sismicità sia storica (lunga scala temporale) che strumentale (breve scala temporale).

       Modello di occorrenza temporale e sua calibrazione attraverso i dati strumentali.

       Verifica delle leggi di scala sulla magnitudo per il catalogo strumentale.

       Verifica delle leggi di attenuazione di uso corrente.

       Modello statistico per la serie temporale delle intensità risentite al sito.

 

Task 7 MECCANISMI FOCALI (Responsabile: Gasperini, Collaboratori: Dal Forno, Lolli, Morelli, Pondrelli, Vannucci)

Le attività previste riguardano principalmente lo sviluppo e l'aggiornamento del database dei meccanismi ai primi impulsi dell'area Mediterranea (Vannucci and Gasperini, 2002; Gasperini and Vannucci, 2002) ed il calcolo delle soluzioni CMT regionali (Pondrelli et al., 2002), nonché l'utilizzo di tali dati per la caratterizzazione sismogenetica dell'area italiana.

i)               Inserimento nel database di nuovi meccanismi pubblicati.

ii)             Miglioramenti del software di gestione del database, includendo alcune nuove procedure nell'applicazione MS-ACCESS come il plot del meccanismo e il controllo in linea dei meccanismi inseriti.

iii)            Calcolo di nuovi meccanismi RCMT.

iv)            Calcolo di momenti tensori cumulativi (Kostrov, 1974) e di compatibilità delle direzioni dello sforzo (Gephart & Forsyth, 1984) per le aree della zonazione sismogenetica  Italiana e delle regioni circostanti.

Risultati previsti per il terzo anno:

      Prima release pubblica del database dei meccanismi focali del Mediterraneo.

      Mappe delle somme di momenti tensori per l'Italia e le aree circostanti sulla base di meccanismi ai primi impulsi e CMT.