برآورد پارامتر هرست وابسته به زمان در بزرگی زمینلرزههای کالیفرنیا
نویسندگان
1 گروه آمار دانشگاه الزهرا، تهران، ایران
2 پژوهشکده زلزلهشناسی، پژوهشگاه زلزلهشناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران
doi
چکیده
یکی از مهمترین ویژگیها در سریهای زمانی زمینلرزه، تعیین میزان همبستگیهایی است که بین زمینلرزهها در یک منطقه خاص وجود دارد. این مقاله به برآورد همبستگیها در سریهای زمانی مستخرج از دادههای زمینلرزه کالیفرنیا، که طی سالهای 2002 تا 2016 رخدادهاند، میپردازد. دادهها از 1 جمع آوری شدهاند. میزان همبستگیها یا حافظه دوربرد سری زمانی، توسط پارامتر هرست وابسته به زمان، ، و بهصورت موضعی، اندازهگیری میشود. پارامتر هرست را به کمک الگوریتم میانگین متحرک روندزدا یا بهاختصار ، برآورد میکنیم. دلیل استفاده از این روش برآورد، توجه به ساختار مقیاس پایایی زمینلرزهها و همچنین نوسانات پارامتر هرست نسبت به زمان است. جهت ارزیابی دقت این روش، ابتدا پارامتر هرست را در دادههای شبیهسازی شده برآورد میکنیم و میانگین مربعات خطا را، بهعنوان ملاکی از دقت روش، به دست میآوریم. سپس را جهت تعیین میزان تغییرات و همبستگی بین زمینلرزههای متوالی، در دادههای زمینلرزه کالیفرنیا، محاسبه میکنیم. در مواجهه با دادههای زمینلرزه، مشاهده میکنیم که پارامتر هرست، دارای تغییرات قابلتوجهی نسبت به زمان است درصورتیکه در دادههای شبیهسازی شده، این میزان تغییرات دیده نمیشود. از مزایای روش ، این است که در این روش به هیچگونه فرض توزیعی از متغیرهای تصادفی، نیاز نداریم. بهعلاوه، این روش، برتری قابلتوجهی نسبت به روشهای موجک و طیف توان با مرتبه بالا دارد که بر اساس تبدیل لژاندر یا فوریه از گشتاورهای مرتبه محاسبه میشوند. با بهکارگیری این روش برآورد در دادههای زمینلرزه کالیفرنیا، ملاحظه میشود که مقدار بین 4/0 و 6/0 نوسان میکند. در مواردی که مقدار پارامتر از 5/0 بیشتر است، نشاندهندهی وجود همبستگی دوربرد به مقدار کم است و مقادیر پارامتر هرست کمتر از 5/0 بیانگر عدم همبستگی بین مشاهدات متوالی است.