Programma Quadro 2000 - 2002: prodotti Cocco

Scopo del progetto

Il progetto si propone di sviluppare e confrontare diverse metodologie numeriche proposte per simulare le serie temporali del moto del suolo durante terremoti moderati e forti utili a predire accuratamente scenari di scuotimento in determinate aree sismogenetiche. Un confronto sistematico ed accurato non solo tra le serie temporali simulate, che include la successiva verifica della riproducibilità del dato osservato (anche weak motion), ma anche tra i valori caratteristici della scuotibilità (valori di picco, durate, larghezza di banda, valori spettrali) ottenuti dai sismogrammi sintetici con quelli risultanti da leggi di regressione empiriche, ci permette di chiarire il livello di applicabilità e di qualità di tali metodi di previsione.

Il Progetto si propone di analizzare dal punto di vista metodologico anche tutti quegli aspetti che concorrono con un diverso grado di conoscenza all'elaborazione di uno scenario di scuotimento, quali l'individuazione della posizione, geometria e meccanismo di rottura di faglie attive e la determinazione degli effetti associati alla propagazione delle onde sismiche (modello crostale, attenuazione anelastica, effetti associati alla geologia superficiale dei siti) e le indagini atte a definire le caratteristiche della struttura geologica delle aree investigate.

Le aree campione selezionate in questo progetto sono ubicate nella fascia appenninica centro-meridionale. Queste aree, dove le metodologie per la stima dello scuotimento verranno verificate e validate, sono suddivise in due classi: la prima è denominata training area, e comprende quelle aree dove è garantito un livello di conoscenze adeguato sia sulle caratteristiche geometriche e dinamiche delle sorgenti sismiche sia sulla struttura crostale (parametri elastici ed anelastici), e dove esiste la disponibilità di dati strumentali strong e weak motion che consentano il confronto con le simulazioni numeriche. La seconda classe, denominata testing area, comprende quelle zone sismogenetiche dove non sono disponibili dati strumentali ma in cui si vogliono applicare le tecniche di simulazione sviluppate, calibrate e validate nelle aree training. L'area training selezionata è quella della zona di Colfiorito, dove è avvenuta la sequenza Umbro-Marchigiana (1997-98) (Mw=<6); Le aree test prescelte comprendono invece la zona di Città di Castello e della Val d'Agri.

Gli obiettivi particolari del progetto possono essere così sintetizzati:

Caratterizzazione delle Sorgenti Sismiche.

Caratterizzazione della Stuttura Crostale.

Studio delle Leggi di Attenuazione.

Calcolo di Sismogrammi Sintetici.

Convoluzione per l'effetto di sito.

Verifica e Validazione dei Risultati ottenuti.

Il piano di lavoro inizialmente previsto e descritto sinteticamente in queste righe è stato implementato ed aggiornato durante il progetto. In particolare, sono stati svolti studi che non erano stati garantiti nella proposta iniziale. Questi studi riguardano il calcolo di Mappe di Pericolosità a scala regionale per l'Umbria e per l'Appennino Meridionale, l'utilizzo delle Empirical Green's Functions per la simulazione delle serie temporali del moto del suolo e l'elaborazione di un modello 3-D della zona di Colfiorito che è stato utilizzato per il calcolo di uno scenario di scuotimento con un metodo deterministico di calcolo dei sismogrammi sintetici. Queste attività sono utili sia per valicare e verificare gli scenari di scuotimento elaborati nel progetto sia perché garantiscono prodotti innovativi ed originali per la valutazione della pericolosità sismica di un area

Prodotto 1 Esperimento di acquisizione dati a Città di Castello
Descrizione	La campagna di acquisizione di dati sismologici effettuata nell'ambito del progetto ha permesso la raccolta di un prezioso data set che comprende registrazioni di terremoti (weak motion) e misure di rumore per la valutazione della risposta sismica locale
Versione finale	Verrà consegnato un CD-ROM con tutte le forme d'onda degli eventi registrati, con un elenco degli eventi e con le loro localizzazioni, le registrazioni di rumore, una mappa della rete ed una sintetica relazione che descrive l'esperimento di acquisizione, il data set ed i principali studi effettuati
Utilità per la protezione civile	Dati originali su un area sismica di interesse. L'esperimento ha consentito di raccogliere registrazioni di sismicità di fondo in un area tettonica attiva dell'Appennino centrale
Vai al prodotto	disponibile in DVD c/o l'INGV, sede di via Nizza 128 - Roma

Prodotto 2 Mappe di Pericolosità a Scala Regionale
Descrizione	è stata calcolata una mappa di pericolosità una per l'Umbria utilizzando le leggi di attenuazione regionali e attraverso il metodo della smoothed seismicity che evita l'utilizzo della zonazione tettonica. Purtroppo non è stato possibile elaborare una mappa per l'Appennino Meridionale in quanto i dati non erano sufficienti a vincolare un prodotto definitivo. Questo prodotto non era previsto nella formulazione iniziale del progetto
Versione finale	Mappa di pericolosità e relazione sintetica che la descrive e la confronta con altre informazioni disponibili per l'area
Utilità per la protezione civile	Informazioni utili per la valutazione della pericolosità sismica delle regioni
Vai al prodotto	disponibile in DVD c/o l'INGV, sede di via Nizza 128 - Roma

Prodotto 3 Scenari di scuotimento per l'area Training di Colfiorito
Descrizione	Sono stati elaborati diversi scenari di scuotimento per l'area di Colfiorito utilizzando quattro diverse metodologie: dua basate sui metodi di campo d'onda completo e due con metodi asintotici che adottano la teoria dei raggi. Si è dapprima eseguito un confronto parametrico tra i metodi (Blind Tests) per stabilire le condizioni di applicabilità e di confronto tra metodologie molto diverse tra loro. Successivamente sono stati elaborati sia scenari di scuotimento su una area che circoscrive la zona focale sia simulazioni in siti dove sono disponibili registrazioni strumentali del moto del suolo. L'elaborazione degli scenari ha comportato l'identificazione delle sorgenti sismogenetiche, ricerche sulla struttura crostale (modelli 1-D e 3-D), valutazione dell'attuenuazione anelastica e stima dell'effetto di sito. Le previsioni sono state confrontate con i dati registrati e con i valori di picco del moto del suolo risultanti da leggi di regressione empiriche. Sono state eseguite anche simulazioni con la tecnica delle Empirical Green's Function
Versione finale	Relazione che presenta e discute i risultati del confronto metodologico e gli scenari per la zona interessata. Verranno presentati risultati originali sulla struttura crostale, sugli effetti di sito (funzioni di trasferimento) e serie temporali del moto del suolo per siti selezionati. La sintesi dei confronti fornirà valutazioni utili per il calcolo di scenari di scuotimento e mappe di scuotimento per la previsione del moto del suolo
Utilità per la protezione civile	Indicazioni sull'utilizzo delle tecniche di simulazione per la previsione del moto del suolo (dove e quando è conveniente utilizzare metodi di calcolo di sismogrammi sintetici rispetto alle previsioni basate su regressioni empiriche). Informazioni utili all'ingegneria sismica. Verranno fornite linee guida per l'elaborazione di scenari di scuotimento
Vai al prodotto	disponibile in DVD c/o l'INGV, sede di via Nizza 128 - Roma

Prodotto 4 Leggi di Attenuanzione a Scala Regionale
Descrizione	Sono state calcolate delle leggi di attenuazione a scala regionale in funzione della distanza e magnitudo per diversi intervalli di frequenza. Sono state confrontate le diverse leggi di attenuazione disponibili per consentire il confronto con le simulazioni del moto del suolo
Versione finale	Relazione che descrive le diverse leggi di attenuazione elaborate nel progetto e confrontate tra loro e con quelle disponibili per le aree in esame
Utilità per la protezione civile	Leggi di attenuazione per la previsione del moto del suolo e per valutazioni di pericolosità sismica
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Prodotto 5 Modello 3D e previsione del moto del suolo nell'area di Colfiorito
Descrizione	è stato elaborato un modello 3-D della crosta superficiale utilizzando informazioni sulla geologia, sull'interpretazione delle linee di sismica attiva e sulla struttura crostale risultante da inversioni e modelli topografici. Questo modello 3-D è stato utilizzato per elaborare delle simulazioni di scuotimento risolvendo la propagazione full-wave attraverso una struttura geologica complessa
Versione finale	Relazione finale per descrivere i risultati conseguiti, discutere lo scenario deterministico 3-D e confrontarlo con le previsioni eseguite con scenari deterministici e/o stocastici eseguiti con modelli crostali semplificati (1-D) e aleatorietà del processo di sorgente
Utilità per la protezione civile	Scenari di scuotimento basato su un modello 3-D realistico per la valutazione e previsione della distribuzione del danneggiamento. Questo approccio è completamente innovativo e mai eseguito prima in Italia
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Prodotto 6 Scenari di scuotimento per l'area test di Città di Castello
Descrizione	Sono stati elaborati diversi scenari di scuotimento per l'area di Città di Castello utilizzando le metodologie basate sui metodi asintotici. Sono stati proposti due modelli di sorgente. La struttura crostale è stata determinata da studi tomografici eseguiti sui dati acquisiti durante l'esperimento. Gli effetti di sito sono stati determinati dai dati e dalle informazioni esistenti e attraverso l'acquisizione di nuovi dati e misure di rumore sismico
Versione finale	Relazione che presenta e discute i risultati degli scenari per la zona interessata. Verranno presentati risultati originali sulla struttura crostale, sugli effetti di sito (funzioni di trasferimento 1- e 2-D) e serie temporali del moto del suolo per siti selezionati. La sintesi dei confronti fornirà valutazioni utili per il calcolo di scenari di scuotimento per la previsione del moto del suolo
Utilità per la protezione civile	Informazioni utili all'ingegneria sismica e valutazioni e previsioni sullo scuotimento atteso per eventi sismici caratteristici dell'area
Vai al prodotto	disponibile in DVD c/o l'INGV, sede di via Nizza 128 - Roma

Prodotto 7 Scenari di scuotimento per l'area test della Val D'Agri
Descrizione	Sono stati elaborati diversi scenari di scuotimento per l'area della Val D'Agri utilizzando le metodologie basate sui metodi asintotici. è stato proposto un modello di sorgente. La struttura crostale è stata determinata sulla base delle informazioni esistenti. Gli effetti di sito sono stati determinati dalla geologia di superficie, da sondaggi disponibili per l'area, e da misure di rumore sismico
Versione finale	Relazione che presenta e discute i risultati degli scenari per la zona interessata. Verranno presentati risultati originali sulla mappe di scuotimento atteso e le serie temporali del moto del suolo per siti selezionati
Utilità per la protezione civile	Informazioni utili all'ingegneria sismica e valutazioni e previsioni sullo scuotimento atteso per eventi sismici caratteristici dell'area
Vai al prodotto	disponibile in DVD c/o l'INGV, sede di via Nizza 128 - Roma

Prodotto 8 Utilità delle indagini multidisciplinari nell'area di Colfiorito
Descrizione	Verrà presentata una relazione di sintesi degli studi della struttura crostale e delle sorgenti sismogenetiche basati sull'integrazione di metodi geologici e geofisici
Versione finale	Relazione che presenta e discute l'utilità nel progetto dell'utilizzo della sismica attiva, dei metodi geoelettrici o magneto-tellurici. Discussione sull'utilità di questi metodi per individuare faglie responsabili di eventi sismici
Utilità per la protezione civile	Informazioni utili all'identificazione di strutture sismogenetiche attive per valutazioni e previsioni sullo scuotimento atteso
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