Любушин А.А. «Кластерный анализ свойств низкочастотного микросейсмического шума» Физика Земли, № 6, с. 26-34 (2011)

Излагается метод описания состояния низкочастотного микросейсмического фона в крупном сейсмоактивном регионе (Японские острова) на основе данных сети широкополосных сейсмических станций. Для описания используются медианы по ежесуточным оценкам от каждой станции сети для 7 параметров: 3-х характеристик мульти-фрактальных спектров сингулярности волновых форм, их спектральной экспоненты, индекса их гладкости, логарифма дисперсии и индекса линейной предсказуемости. Эти величины определяются для последовательных временных интервалов длиной 1 сутки от начала января 1997 по конец февраля 2010 гг. Поскольку эти параметры являются результатом взятия медианы по их оценкам от каждой работающей станции сети, то они носят характер интегральных статистик поля микросейсм. Статья является продолжением двух предыдущих работ (Любушин, 2009; 2010), основанных на использовании данных сети F-net для анализа эффектов синхронизации поля низкочастотных микросейсм на длительных временных масштабах. Ставится задача выделения числа различных “мод поведения” поля микросейсм как числа кластеров, на которые оптимальным образом разбивается облако 7-мерных векторов параметров при оценке в скользящем временном окне длиной 2 года. Вводится понятие кластерной экспоненты как показателя степени зависимости величины функции компактности облака векторов параметров от числа кластеров при его оптимальном разбиении в качестве новой характеристики геофизического поля. Ранее было выделено сравнительно быстрое повышения уровня синхронизации поля микросейсм, которое началось в середине 2002 г. и заняло времени около 1 года. Это высокий уровень синхронизации сохраняется по настоящее время. В последние 4 года (с учетом 2-годовой длины временного окна, в котором производились оценки) наблюдается продолжительный тренд в значении кластерной экспоненты, аналогичный более короткому тренду перед событием на Хоккайдо 25.09.2003 г., M=8.3. Эти факты, в совокупности с особенностями изменения коэффициента корреляции между 2 мультифрактальными параметрами поля, позволяют выдвинуть гипотезу о повышении сейсмической опасности на Японских островах со второй половины 2010 года.