Note sul calcolo della localizzazione e della magnitudo degli eventi inclusi nel database

Come già accennato nella presentazione, la localizzazione ipocentrale che viene fornita assieme al database delle letture dei tempi di arrivo (che resta comunque il vero prodotto del progetto) rappresenta poco più di un indice di riferimento e non ha le caratteristiche di una vera propria localizzazione di precisione da utilizzare per analisi sismotettoniche. Tuttavia al fine di dare comunque un’immagine il più possibile fedele della sismicità italiana nel periodo dal 1981 al 1996 si è cercato, pur senza entrare nell’analisi dettagliata caso per caso (che sarà compito di chi proseguirà questo lavoro in futuro), di massimizzare l’affidabilità delle soluzioni epicentrali fornite limitando anche il più possibile gli effetti di instabilità legati al modello di propagazione ed agli eventuali errori di lettura ed associazione. 

Gli utenti di questo database possono selezionare le soluzioni più affidabili sulla base dei classici parametri di valutazione che vengono forniti nel “summary file” di Hypoellipse (rms, errori sul tempo, sulle coordinate e sulla profondità, gap azimutale, distanza dalla stazione più vicina), il cui formato è allegato nel file Formati.htm, così come possono scegliere di eseguire una diversa localizzazione utilizzando altri parametri o schemi di calcolo.

Localizzazione

E’ stato utilizzato per l’intero territorio Italiano un unico modello di velocità a due strati più semispazio molto simile a quello in uso presso la RSNC (si vedano i file di controllo per la localizzazione con Hypoellipse).

E’ stato inoltre deciso di lasciare sempre libera la determinazione della profondità ipocentrale in quanto, anche se in molti casi tale parametro non è ben vincolato dai dati disponibili, il suo blocco a valori convenzionali (5, 10, 30 km) può essere ancor più fuorviante di una sua stima per quanto preliminare e approssimata. Infatti, nei casi di criticità della localizzazione non è tanto il calcolo del parametro in sé che è scorretto quanto il suo utilizzo per inferenze sismotettoniche non adeguatamente supportate dalle osservazioni. Per meglio vincolare la stima della profondità, quando possibile sono state sempre utilizzate le letture delle onde S. Sono stati adottati tre diversi schemi di calcolo: il primo assume 10 km come profondità di partenza ed include uno schema di pesatura con la distanza con peso unitario al di sotto di 150 km e peso nullo per distanze maggiori di 300 km. Non sono invece stati utilizzati altri tipi di pesatura con l’azimut o con i residui. Il secondo schema utilizzato è senza peso in distanza con profondità di partenza 10 km. Infine, per favorire una corretta valutazione degli eventi profondi, il terzo schema assume come profondità di partenza 200 km anziché 10 km. I file archivio e localizzazione forniti rappresentano un “collage” dei risultati delle tre localizzazioni di ogni evento, tra cui viene scelta quella con minimo rms. Il numero dello schema di calcolo adottato di volta in volta viene indicato alla colonna 119 del summary record.

Il file di stazione utilizzato (comprendente anche le correzioni di stazione per la magnitudo durata ed ampiezza) ed i file di controllo per i tre schemi di calcolo (comprendenti anche la curva di taratura per la magnitudo ampiezza) sono allegati nella cartella Dati del CDROM con i nomi Stazioni.dat, Control1.dat, Control2.dat e Control3.dat rispettivamente.

Magnitudo

Nel campo “preferred magnitude” (col 37-38 del summary record) è riportata la magnitudo considerata più affidabile secondo i criteri stabiliti nel lavoro allegato (vedi file Mag.htm). Il codice della magnitudo scelta è riportata in colonna 80. Il codice “L” indica una magnitudo Wood-Anderson vera o Wood-Anderson sintetica, calcolata da stazioni Broad-Band, il codice “A” indica la magnitudo ampiezza calcolata dai dati dei sismometri verticali a corto periodo della RSNC, il codice “D” indica la magnitudo durata secondo la formula proposta nel lavoro citato. Limitatamente agli anni dal 1981 al 1984, nei casi in cui nessuna di queste magnitudo è disponibile, è stata inserita (con codice “I”), quando presente, la magnitudo fornita dal catalogo ING. Occorre però segnalare che in questo caso la taratura della magnitudo rispetto allo standard Wood-Anderson non è garantita. Inoltre l’associazione è stata effettuata automaticamente solo sulla base della corrispondenza tra tempi e localizzazioni nei due cataloghi con un margine di tolleranza di 5 sec e di 50 km. E’ possibile che in alcuni casi sporadici tale corrispondenza sia casuale e quindi che l’associazione della stima di magnitudo con l’evento sia non corretta.  Si consiglia perciò di considerare con cautela tali dati e di non utilizzarli per analisi per cui è essenziale una taratura omogenea della magnitudo. 

Alle colonne 70-71 e 72-73 sono riportate rispettivamente la magnitudo ampiezza e durata solo quando la stima è considerata “reliable” secondo i criteri stabiliti nel citato lavoro. Quindi è possibile che tali stime non vengano riportate affatto anche quando esistano misure di ampiezza e durata nei dati delle letture. Per motivi diversi, legati alle differenti modalità di calcolo della magnitudo da parte di Hypoellipse, è possibile che sia fornita la magnitudo durata anche quando sul file archivio questa non viene calcolata per nessuna stazione.

Complessivamente vengono fornite 34999 magnitudo di cui 722 Wood-Anderson (reali o sintetiche), 442 da ampiezze di strumenti RSNC, 33565 da durate e 270 da catalogo ING.

Scelta degli eventi

Per evitare che l’immagine complessiva della sismicità sia fortemente alterata da localizzazioni poco significative in quanto mal vincolate dalla distribuzione delle stazioni, è stato deciso di rimuovere, dal file riassuntivo delle localizzazioni (Italia.sum), gli eventi per cui l’epicentro risulti manifestamente “fuori rete”. In particolare non viene fornita la localizzazione quando questa si trova ad oltre 80 km dalla stazione più vicina ed allo stesso tempo il “gap” azimutale è maggiore di 210 gradi. Tali localizzazioni sono invece presenti nei file di archivio. Complessivamente sono stati selezionati in questo modo 46764 eventi, su un totale di 48946 eventi localizzati. Nel database sono presenti complessivamente 765102 fasi sismiche, di cui 288736 fasi S. 

In figura, sono riportati in rosso, con cerchi proporzionali alla magnitudo, gli eventi con profondità ipocentrale minore di 60 km mentre quelli più profondi sono riportati con colore blu. Si noti che molti degli eventi profondi localizzati esternamente all’area italiana sono con ogni probabilità il frutto di un cattivo condizionamento della soluzione e necessitano quindi di un riesame più approfondito.