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Descrizione

Procedure seguite per la localizzazione e la stima della magnitudo in CSTI V1.1

Rispetto alla procedura adottata per il CSTI V1.0 (descritta in Appendice1), sono state apportate le seguenti modifiche:

è stata calcolata per ogni evento un’ulteriore soluzione ipocentrale con profondità bloccata a 10 km (vedi file di input per Hypoellipse Control4.dat).
il criterio di scelta è stato modificato in modo da prevedere di utilizzare la soluzione a profondità bloccata quando il gap minimo (tra tutte le diverse soluzioni) risulta > 180 gradi e allo stesso tempo la distanza minima è > 50 km, oppure, indipendentemente dal gap, se la distanza minima è > 200 km (in entrambi i casi il codice riportato a col 119 del Summary record è 4 (vedi Appendice 1)).
nel calcolo delle magnitudo ampiezza Ma e durata Md, sono state trascurate tutte le letture associate a stazioni con un residuo delle onde P > 5 sec in valore assoluto nella soluzione ipocentrale scelta (per evitare che venissero computate anche le fasi associate erroneamente).
è stato utilizzato un set di magnitudo Wood-Anderson e WA sintetiche corretto ed integrato rispetto a quello utilizzato per il CSTI Versione 1.0.
sono stati corretti alcuni errori di associazione dei terremoti con le magnitudo locali Wood-Anderson.

Con questa procedura modificata, gli eventi localizzati passano in totale dai 48946 di CSTI V1.0 (46764 quelli selezionati con gap<210 o distanza minima < 80) a 48951 (46802 quelli che sarebbero selezionati con lo stesso criterio). Le magnitudo calcolate invece si riducono da 34999 a 34434 di cui 776 Wood-Anderson (reali o sintetiche), 455 da ampiezze di strumenti RSNC, 32962 da durate e 241 da catalogo ING (relativamente agli anni dal 1981 al 1984). Dai files complessivi Catalogo.dat e Italia.sum sono state rimosse le soluzioni ipocentrali con errore quadratico medio (rms) maggiore di 3 secondi e distanza dalla stazione più vicina maggiore di 200 km, considerate inaffidabili in quanto relative ad eventi fuori rete. Tali soluzioni sono invece presenti nei files archivio annuali. In seguito a tale selezione gli eventi localizzati sono 46404, di cui 32903 con stima di magnitudo (763 Wood-Anderson reale o sintetico, 332 da ampiezze RSNC, 31571 da durate e 237 da catalogo ING).

Appendice 1

Procedura di localizzazione e calcolo della magnitudo utilizzata per CSTI Versione 1.0 (dalle note al catalogo CSTI 1.0)

È 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.

Strato	Velocità P (km/sec)	Profondità (km)	Spessore (km)	Vp/Vs
1	5.0	0.	10	1.73
2	6.0	10.	20	1.73
3	8.1	30.	-	1.73

é stata inoltre lasciata sempre libera la determinazione della profondità ipocentrale. Per meglio vincolare la stima della profondità, sono state sempre utilizzate le letture delle onde S presenti. Sono stati adottati tre diversi schemi di calcolo:
Il primo schema 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 è senza peso in distanza con profondità di partenza 10 km. Infine, per favorire una corretta valutazione degli eventi profondi:
Il terzo schema è, come il primo, con peso funzione della distanza e 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.

Nel campo "preferred magnitude" (col 37-38 del summary record) è riportata la magnitudo considerata più affidabile secondo i criteri proposti da Gasperini (2002) e descritti in Appendice 2. Il codice della magnitudo scelta è riportato 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 da Gasperini (2002). 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. 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.

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 esistono 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.

Appendice 2

Criteri di stima della magnitudo preferita Mp (da Gasperini, 2002)

Per ogni lettura di durata Ts (in secondi) di una stazione posta a meno di 300 km dall'epicentro viene calcolata la magnitudo Md attraverso la seguente formula:

Md=2.514Log Ts - 2.121+ res(Md)

dove i residui di stazione res(Md) (riportati in Tabella 1) sono dati dalla somma di due termini, il primo è il residuo di stazione ricavato per il set di taratura con Ml Wood-Anderson (WA) (vedi Gasperini, 2002) ed il secondo come residuo aggiuntivo su tutto il set di magnitudo ricalcolate (ibidem). Vengono utilizzate per il calcolo solo le stazioni con almeno 10 dati nel set di taratura con Ml WA e/o con almeno 100 dati su tutto il set di magnitudo ricalcolate. Il residuo è applicato, separatamente nei due casi, solo se maggiore in valore assoluto della corrispondente deviazione standard.

Per ogni lettura di ampiezza del terreno A (in mm) e periodo T (in secondi) di una stazione posta a più di 5 km e meno di 600 km dall'epicentro, viene calcolata l'ampiezza equivalente AWA per un sismometro Wood-Anderson secondo la formula

AWA=A V0/((T/T0)2-1)2+4 H02 (T/T0)2)1/2

dove T0=0.8 sec, H0=0.7 e A0=2080 (vedi Hurhammer e Collins, 1990 e Hurhammer et al., 1996):
Dall'ampiezza così calcolata viene ricavata la stima di magnitudo ampiezza Ma in funzione della distanza epicentrale D da

Ma=Log10(AWA)+Tab(D)+0.1+res(Ma)

dove Tab(D) è ricavata per interpolazione lineare dalla tabella di Richter (1935) con le correzioni alle brevi distanze di Jennings e Kanamori (1983) (vedi Tabella 2) mentre lo 0.1 aggiuntivo tiene conto della differenza osservata per l'Italia da Gasperini (2002) tra le componenti orizzontali (WA) e verticali (strumenti RSNC). I residui di stazione res(Ma) sono riportati in Tabella 3 e sono ottenuti con modalità analoghe a quelle utilizzate per quelli della magnitudo durata.

Sia per Md che per Ma la magnitudo di ogni terremoto viene ricavata come semplice media aritmetica delle stime disponibili per terremoto stesso.

Si noti che l'applicazione dei residui di stazione è particolarmente importante per la magnitudo Ma in quanto il loro valore medio è 0.23 unità, a causa di una probabile sottostima di circa un fattore circa 2 nella taratura delle ampiezze della RSNC (Gasperini, 2002).

Oltre che ad Ma ed Md, per circa 800 terremoti sono disponibili stime di magnitudo WA e WA sintetiche ricavate da componenti orizzontali di stazioni Broad-Band (utilizzando i parametri di Hurhammer e Collins, 1990 e la Tabella 2 di compensazione con la distanza). Nel seguito tali stime, che vengono associate ai terremoti con criterio temporale semi automatico, sono indicate con Ml.

La procedura di stima della magnitudo preferita Mp è la seguente (da Gasperini, 2002):

quando entrambe Ml e Md sono disponibili e la durata è meno di 40 secondi (Md<1.9) Mp=Md altrimenti Mp=Ml.
quando solo Ml e Ma sono disponibili, si pone sempre Mp=Ml.
quando solo Md e Ma sono disponibili e la durata è minore di 450 secondi (Md<4.55) Mp=Md, altrimenti Mp=Ma.
quando Ma e Md sono disponibili e il numero di stazioni utilizzate per una delle due stime è minore od uguale alla metà di quelle utilizzate per l'altra stima, il precedente criterio viene trascurato e si sceglie la stima con il maggior numero di dati.

Bibliografia

Gasperini, P., 2002, Local magnitude revaluation for recent Italian earthquakes (1981-1996), Journal of Seismology, Vol 6, pp. 503-524.

Jennings, P.C., and Kanamori, H., 1983, Effect of distance of local magnitudes found from strong-motion records, Bull. Seism. Soc. Am., 73, 265-280.

Richter, C.F., 1935, An instrumental earthquake magnitude scale, Bull. Seism. Soc. Am., 25, 1-31.

Uhrhammer, R.A., and Collins, E.R., 1990, Synthesis of Wood-Anderson seismograms from broadband digital records, Bull. Seism. Soc. Am., 702-716.

Uhrhammer, R.A., Loper, S., and Romanowicz, B., 1996, Determination of local magnitude using BDSN broadband records, Bull. Seism. Soc. Am., 86B, 1314-1330.

Tabella 1

Stazioni utilizzate per la magnitudo Md e relativi residui

Sigla	Res	Sigla	Res	Sigla	Res	Sigla	Res
ALP	-0.09	CP9	0.18	LVI	0.12	RCL	-0.08
AMC	0.07	CRE	0.00	MC1	-0.16	RDP	0.12
AOI	-0.05	CS9	0.08	MCT	0.17	RFI	0.09
AQU	0.03	CSM	-0.13	MDI	0.10	RMF	-0.18
AR1	0.04	CSO	-0.03	MEU	0.12	RMP	0.14
ARV	0.00	CSZ	-0.04	MG9	0.07	RNI	-0.08
AS1	0.02	CTI	-0.16	MGR	0.13	RSM	0.06
ASS	0.00	CVT	0.10	MLN	-0.09	SA1	0.11
ATN	0.23	DA9	-0.01	MME	0.18	SAL	0.05
AU9	0.18	DDS	-0.06	MNO	0.17	SANG	0.31
AZI	0.08	DOI	0.01	MNS	0.03	SB1	0.00
BAD	-0.10	DRE	-0.16	MO9	0.17	SC9	0.30
BALI	0.00	DUI	0.05	MPRI	-0.06	SD1	0.07
BD1	0.10	EB9	0.07	MS9	0.00	SDI	0.02
BDI	0.11	EL1	-0.12	MSI	0.25	SFI	-0.02
BN9	0.00	ERC	0.10	MU9	0.04	SGO	0.10
BNI	0.01	FAI	0.15	ORI	0.17	SL9	0.11
BOB	0.07	FB9	-0.01	ORO	0.02	SO9	0.06
BOO	-0.12	FG2	0.09	PA1	0.05	SOI	0.17
BR9	0.00	FG3	0.07	PAG	-0.01	SS9	-0.04
BRT	0.21	FG4	0.13	PANI	-0.03	SSO	0.11
BSS	0.19	FG5	0.06	PGD	0.01	SST	0.00
BUA	-0.12	FIR	-0.06	PGLZ	0.00	TDS	0.21
CA9	0.09	FO1	-0.26	PII	0.21	TRI	0.00
CAE	-0.10	FVI	-0.14	PL9	0.06	TRI1	-0.06
CAV	-0.04	GE9	0.02	PLRO	-0.13	TS9	0.08
CH1	0.01	GIB	0.13	PO9	-0.03	TU9	0.05
CI9	0.09	GMB	0.27	POBI	-0.08	UDI0	-0.06
CIO	-0.23	GR9	0.02	PQ9	0.06	USI	0.08
CK1	0.02	GRI	0.23	PRT	-0.05	VAI	0.02
CKI	0.11	GU9	0.13	PS9	0.11	ZC9	0.06
CMR	-0.02	LCI	0.23	PZI	0.12	ZOU	-0.14
CO9	-0.11	LSR	-0.05	RA1	-0.07
COLI	-0.12	LT9	0.08	RBL	-0.19

Tabella 2

Tabella di correzione della magnitudo Ml con la distanza (Richter, 1935) con correzioni per le distanze inferiori a 100 km secondo Jennings e Kanamori (1983)

D	LgA₀	D	LgA₀	D	LgA₀	D	LgA₀	D	LgA₀	D	LgA₀
5	-1.58	105	-3.03	205	-3.56	305	-4.05	405	-4.48	505	-4.75
10	-1.72	110	-3.08	210	-3.59	310	-4.08	410	-4.50	510	-4.76
15	-1.86	115	-3.10	215	-3.62	315	-4.10	415	-4.51	515	-4.77
20	-1.98	120	-3.12	220	-3.65	320	-4.12	420	-4.52	520	-4.78
25	-2.08	125	-3.15	225	-3.68	325	-4.15	425	-4.54	525	-4.79
30	-2.18	130	-3.19	230	-3.70	330	-4.17	430	-4.56	530	-4.80
35	-2.26	135	-3.21	235	-3.72	335	-4.20	435	-4.57	535	-4.81
40	-2.34	140	-3.23	240	-3.74	340	-4.22	440	-4.59	540	-4.82
45	-2.40	145	-3.28	245	-3.77	345	-4.24	445	-4.61	545	-4.83
50	-2.47	150	-3.29	250	-3.79	350	-4.26	450	-4.62	550	-4.84
55	-2.53	155	-3.30	255	-3.81	355	-4.28	455	-4.63	555	-4.85
60	-2.60	160	-3.32	260	-3.83	360	-4.30	460	-4.64	560	-4.86
65	-2.65	165	-3.35	265	-3.85	365	-4.32	465	-4.66	565	-4.87
70	-2.70	170	-3.38	270	-3.88	370	-4.34	470	-4.68	570	-4.88
75	-2.75	175	-3.40	275	-3.92	375	-4.36	475	-4.69	575	-4.89
80	-2.80	180	-3.43	280	-3.94	380	-4.38	480	-4.70	580	-4.90
85	-2.86	185	-3.45	285	-3.97	385	-4.40	485	-4.71	585	-4.91
90	-2.91	190	-3.47	290	-3.98	390	-4.42	490	-4.72	590	-4.92
95	-2.96	195	-3.50	295	-4.00	395	-4.44	495	-4.73	595	-4.93
100	-3.00	200	-3.53	300	-4.02	400	-4.46	500	-4.74	600	-4.94

Tabella 3

Stazioni utilizzate per la magnitudo Ma e relativi residui

Sigla	Res	Sigla	Res	Sigla	Res	Sigla	Res
AQU	0.21	CTI	0.14	LVI	0.12	RDP	0.01
AR1	0.47	CVT	0.09	MAO	0.23	RFI	0.09
ARV	0.43	DOI	0.27	MCT	0.27	RMP	0.06
AS1	0.48	DUI	0.60	MDI	0.35	RSM	0.05
ASS	0.47	EB9	0.19	MEU	0.19	SA1	0.07
ATN	0.51	ERC	0.62	MGR	0.24	SAL	-0.25
AU9	0.15	FAI	0.48	MME	0.24	SC9	-0.03
AZI	0.86	FB9	0.00	MNO	-0.11	SDI	0.42
BDI	0.44	FG2	0.51	MNS	0.38	SFI	-0.03
BNI	0.64	FG3	0.60	MO9	0.02	SGO	0.61
BOB	-0.09	FG4	0.95	MSI	0.20	SL9	0.08
BR9	0.00	FG5	0.00	MU9	0.04	SOI	0.30
BRT	-0.18	FVI	-0.23	ORI	-0.06	SS9	-0.05
CA9	0.08	GE9	0.03	ORO	0.26	TDS	0.81
CH1	0.15	GIB	-0.18	PGD	0.49	TRI	0.27
CI9	0.08	GMB	0.62	PII	0.23	TU9	0.14
CKI	0.12	GRI	0.21	PL9	0.20	USI	0.04
CP9	0.56	GU9	-0.21	PQ9	0.07	VAI	0.10
CRE	0.50	LCI	0.00	PZI	0.23	VVI	0.80
CS9	0.22	LT9	0.06	RBL	0.46	ZC9	0.09