PAGER

Эта статья — о системе мониторинга землетрясений. О приёмнике персонального вызова см. Пейджер.

PAGER
Тип	система
Автор	Геологическая служба США (USGS)
Первый выпуск	2007
Сайт	earthquake.usgs.gov/data…

PAGER (англ. Prompt Assessment of Global Earthquakes for Response, рус. Оперативная оценка глобальных землетрясений для реагирования) — система мониторинга землетрясений. Сервис находится под управлением Геологической службы США, с штаб-квартирой в Голден (Колорадо).

Система PAGER обеспечивает оценки последствий значительных землетрясений, регистрируемых во всём мире, в отношении летальных исходов и экономических потерь.

PAGER представляет собой автоматизированную систему, которая производит контент, касающийся воздействия и последствий значительных землетрясений по всему миру. Отчёты системы PAGER применяются для информирования аварийных служб, правительственных и гуманитарных учреждений, а также СМИ о масштабах потенциальной катастрофы. PAGER быстро оценивает последствия землетрясения, сравнивая численность населения и интенсивность землетрясения в районе эпицентра с моделями экономических потерь и потерь со смертельным исходом на основе прошлых землетрясений аналогичной интенсивности в каждой стране или регионе мира.

Предпосылки для создания системы

Национальный центр информации о землетрясениях (англ. National Earthquake Information Center, NEIC), Геологической службы США регистрирует более 30 000 землетрясений в год. Около 25 из них наносят значительный ущерб, травмы или становятся причиной смертельных случаев. В прошлом геологическая служба США (USGS) в основном опиралась на опыт и интуицию своих дежурных сейсмологов в оценке влияние землетрясений. Для количественной оценки и повышения точности оценки, USGS разработала систему PAGER. Она представляет собой автоматизированную систему для быстрой оценки распределения сейсмических толчков, количества людей и населённых пунктов, подверженных сейсмической опасности. Система рассчитывает диапазон возможных жертв и экономических потерь. Оповещения о землетрясениях, которые ранее отправлялись на основании только величины и местоположения события теперь могут включать оценочные диапазоны смертельных случаев и экономических потерь.

Разработка и сопровождение системы PAGER поддерживается Геологической службой США в рамках проекта Передовой национальной сейсмической системы (ANSS), при поддержке Модели глобального землетрясения (GEM), с дополнительным финансированием со стороны Агентства США по международному развитию (USAID) и Управления иностранной помощи при бедствиях (OFDA). Массивы данных для проекта PAGER предоставляются Национальной лабораторией Ок-Ридж, перестраховочной компанией Munich Re, Центром исследований по эпидемиологии катастроф (CRED, база данных чрезвычайных происшествий EM-DAT), Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA).

Генерируемые данные

В результате оценки система генерирует соответствующее цветовое предупреждение, которое определяет предполагаемые уровни реакции на землетрясение:

Уровни опасности и реакции, PAGER
зелёный	ответ не требуется
жёлтый	реакция на уровне местных или региональных органов власти
оранжевый	национальный уровень опасности и реакции
красный	международный уровень опасности и реакции

В дополнение к прямым оповещениям, PAGER предоставляет важные дополнительные сведения, в том числе комментарии, описывающие преобладающие типы уязвимых зданий в регионе, сообщения о смертельном исходе от предыдущих и близлежащих землетрясений, а также сводку регионально-специфической информации, касающейся потенциальной вторичной опасности — оползней, цунами и разжижения грунтов. Результаты PAGER обычно доступны в течение 30 минут после сильного землетрясения, вскоре после определения его местоположения и величины. Так как с течением времени поступает больше информации от различных служб, датчиков и источников, оценки PAGER соответствующим образом корректируются.

Обработка данных

Система отслеживает распределение и интенсивность сейсмических колебаний, возникающих в результате землетрясений. Для каждого из уровней интенсивности землетрясений оценивается плотность населения на анализируемой территории и уязвимость зданий к воздействию сейсмических ударов на каждом уровне интенсивности. Уязвимость населения определяется степенью сейсмостойкости местного строительного фонда. Система PAGER принимает все эти факторы во внимание.

В основе PAGER — своевременные и точные данные о местоположении и магнитуде землетрясений, предоставляемые другими сервисами Геологической службы США. PAGER использует эти параметры для расчёта оценок влияния землетрясений с использованием методологии и программного обеспечения, разработанного для проекта ShakeMap. Количество людей, подверженных воздействию землетрясений на каждом из уровней интенсивности рассчитывается путём объединения карт сотрясения грунта с всемирной базой данных населения Landscan национальной лаборатории Ок-Ридж.

Далее, на основе данных о населении, подверженного воздействию на каждом из уровней интенсивности землетрясений, система PAGER оценивает общие потери на основе моделей для конкретных стран, разработанных на основе экономических данных и данных о потерях, полученных в результате прошлых землетрясений. После этого рассчитываются уровни опасности и оповещения, определяемые оценочными диапазонами смертельных случаев и экономических потерь. Если оценочные диапазоны для разных уровней оповещения совпадают — выбирается максимальный уровень оповещения. Уровень оповещения определяет, какие пользователи будут активно уведомляться. Одновременно с этим отчёты системы PAGER автоматически распространяются в Интернете на специальной веб-странице сайта Геологической службы США, как часть сводной информации о землетрясении.

Содержание отчёта PAGER

Типичный отчёт системы PAGER состоит из 9 секций, размещённых на одной веб-странице со сводной информацией о землетрясении:

Секция	Наименование	Описание
A	Сводка основных параметров землетрясения	Секция включает: время начала землетрясения, местное время, магнитуду, данные о гипоцентре, название региона, где произошло землетрясение. Для событий с высокой вероятностью цунами, приводится ссылка на веб-страницу с данными Центра исследования цунами Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA). Информация размещается в заголовке отчёта.	Пример отчёта системы PAGER Геологической службы США
B	Уровень оповещения о воздействии землетрясения	Высший из двух рассчитанных уровней опасности и предупреждений из секции (D) отображается в виде суммарного уровня оповещения в верхней центральной части отчёта.
C	Версия оповещения PAGER и время создания оповещения	Новые версии отчётов и оповещений генерируются, когда поступает новая информация о землетрясении, а также когда становятся доступными дополнительные сведения о сейсмических колебаниях. Информация размещается в правом верхнем углу отчёта.
D	Уровни оповещения о масштабах воздействия землетрясения	Приводятся оценки для смертельных случаев (слева) и экономических потерь (справа). Уровни оповещения основаны на диапазоне наиболее вероятных потерь из-за землетрясения; неопределённость уровня оповещения может быть измерена гистограммой, отображающей процентную вероятность того, что будут активированы соседние уровни оповещения (или диапазоны смертности/потери). Сопутствующий текст разъясняет природу оповещения, основанную на опыте прошлых землетрясений. Если уровень экономических потерь оценивается выше жёлтого, в тексте приводится диапазон экономического ущерба с точки зрения ВВП страны. Информация приводится под заголовком отчёта. Более высокий уровень из двух оценок (смертности и экономического ущерба) показан в качестве сводного предупреждения в центре страницы (секция B).
E	Количество населения, подверженного воздействию землетрясения	Таблица, показывающая количество населения, подверженного воздействию землетрясения для различных уровней интенсивности землетрясения по шкале Меркалли (MMI) и возможный ущерб при различной интенсивности землетрясения для устойчивых и уязвимых структур. Шкала Меркалли описывает интенсивность землетрясения с точки зрения его воздействия на людей и сооружения и является грубой оценкой сейсмического удара. В отличие от магнитуды землетрясения величина интенсивности меняется в зависимости от расстояния от эпицентра. Население за пределами границы карты интенсивности не включается в отчёт. Информация расположена в отчёте под секцией (D).
F	Карта контуров интенсивности землетрясения MMI	Карта контуров интенсивности землетрясения MMI, нанесённых на карту Landscan Национальной лаборатории Ок-Ридж (базовая карта плотности населения). Области, обозначенные римской цифрой со значением интенсивности землетрясения, разделены контурными линиями по половинам интенсивности, например, 5,5, 6,5, 7,5. Общая подверженность населения землетрясению с указанным значением интенсивности получается путем суммирования количества населения между контурными линиями. Это общее количество показано в таблице воздействия землетрясения на популяцию населения, в секции (E). Карта расположена в левой нижней части отчёта.
G	Комментарии о типах зданий и сооружений в регионе землетрясения	В этой секции может содержаться описание наиболее уязвимых типов зданий в регионе или общее описание уязвимости зданий в регионе. Раздел «Исторические землетрясения» в этой секции включает в себя таблицу с количеством погибших в результате трёх предыдущих близлежащих землетрясений, а в некоторых случаях — информацию о пожарах, оползнях, разжижении грунтов или других опасностях, основанную на прошлых землетрясениях в регионе. Информация расположена в правой части отчёта, рядом с секцией (F).
H	Таблица оценок MMI для отдельных населенных пунктов	В этой секции отображается список населённых пунктов (максимум 11), которые попадают в границы карты интенсивности землетрясения. Таблица содержит столицу страны и шесть населённых пунктов из районов землетрясения с наибольшей интенсивностью. Остальные населённые пункты в список включаются по убыванию количества населения. Наименования населённых пунктов, их местоположение и данные о населении система получает из свободно доступной географической базы данных GeoNames. Информация расположена в правой нижней части отчёта, рядом с секцией (F).
I	Подвал отчёта	В нижней части отчёта находится ссылка на веб-страницу PAGER, номер идентификатора события и заявление об отказе от ответственности, отмечающее, что содержимое было автоматически сгенерировано и имеет некоторую неопределённость. Все возможные неопределённости не учитываются при определении оценок количества жертв землетрясений и экономических потерь. Фактическое влияние землетрясения может отличаться от автоматически сгенерированных оценок PAGER.

Шкала оценок PAGER

PAGER использует новую шкалу влияния землетрясений (англ. Earthquake Impact Scale, EIS), основанную на двух взаимодополняющих критериях. Первым критерием является оценка ущерба — она наиболее подходит для проведения локальных мероприятий по ликвидации последствий землетрясений и в районах, устойчивых к землетрясениям. Вторым критерием является оценочный диапазон количества жертв в результате землетрясения, более подходящий для глобальных событий, особенно в развивающихся странах.

Простые пороговые значения, полученные из систематического анализа влияния прошлых землетрясений и связанных с ними уровней реагирования, оказываются весьма эффективными для передачи прогнозируемого воздействия землетрясения и реакции, необходимой для ликвидации его последствий. Соответствующие пороговые значения смертности для жёлтых, оранжевых и красных уровней оповещения составляют 1, 100 и 1000 человек соответственно. Что касается влияния ущерба — жёлтый, оранжевый и красный уровни означают, соответственно, 1 млн долларов США, 100 млн долларов США и 1 млрд долларов США соответственно.

Обоснование такого двойного подхода к оповещению о землетрясениях связано с тем, что относительно высокие показатели смертности, травматизма и бездомности преобладают в странах, где местные строительные нормативы обычно допускают высокие показатели обрушения и количества несчастных случаев, и именно эти воздействия определяют приоритеты для международного реагирования. В то же время финансовые и общие социальные последствия влияют на уровень ответных действий в регионах или странах, где распространены методы сейсмостойкого строительства, что значительно снижает объёмы разрушения зданий и количества погибших.

Поскольку расчеты PAGER доступны задолго до наземных наблюдений или сообщений в новостях, информация PAGER может быть основным средством оповещения о внутренних, а также международных стихийных бедствиях. PAGER использует простые и интуитивно понятные критерии оповещения с цветовой кодировкой, и сохраняет необходимые меры неопределенности, с помощью которых можно измерить вероятность того, что оповещение будет переоценено или недооценено. Экспресс-оценки потерь PAGER могут использоваться для предложения соответствующих протоколов реагирования, несмотря на их неопределенность. Требование проведения наблюдений на месте или ожидание точных оценок может задержать реакцию и увеличить потери.

Статистика предупреждений

Анализ землетрясений, зарегистрированных в период с 1970 по середину 2008 года показал, что система PAGER сгенерировала бы примерно 17 792 зелёных, 568 жёлтых, 52 оранжевых и 49 красных предупреждений. Эта частота соответствует примерно 15 жёлтым, 1—2 оранжевым и 1—2 красным предупреждениям в год. При этом в развитых странах, например в Соединенных Штатах, уровни предупреждений о высокой смертности гораздо реже из-за улучшенных строительных норм и правил в районах с высокой сейсмичностью, в отличие от развивающихся стран.

Развитие системы

Геологическая служба США (USGS) совершенствует систему PAGER, чтобы включить больше комплексных методологий оценки человеческих потерь и ущерба. Эти методологии принимают во внимание более подробную инвентаризацию строительных объектов на уровне административно-территориального деления стран. Они также учитывают региональные различия, дают более полную картину изменения численности населения (в том числе с учётом времени суток), а также позволяют более точно рассчитать повреждения, причинённые зданиям и сооружениям.

Такие наборы данных очень сложны и требуют большого времени для сбора информации, кроме того, такие данные не доступны во многих районах земного шара. Тем не менее, очень подробные строительные кадастры являются ключевыми для описания уязвимых строений и сооружений в разных регионах. Эти знания, в свою очередь, жизненно важны для правильного реагирования, общественной безопасности, проведения работ по ликвидации последствий землетрясений.

Другие разработки и сервисы USGS под эгидой проекта PAGER включают:

• быстрое определение геометрии, размера и характеристик разломов;
• уточненные сейсмические характеристики почв и грунтов;
• улучшение карт движения и сотрясения грунтов ShakeMap, более точный анализ движения грунтов;
• картографирование вероятности оползней и разжижений грунтов, вызванных землетрясением.

См. также

• Оценка количества жертв землетрясения

Литература

• Wald, D.J., Jaiswal, K.S., Marano, K.D., Bausch, D.B., and Hearne, M.G.,. PAGER—Rapid assessment of an earthquake’s impact: U.S. Geological Survey Fact Sheet 2010–3036  (неопр.). USGS (ноябрь 2011).
• Goretti A., Bramerini F., Di Pasquale G., Dolce M., Lagomarsino S., Parodi S., Bernardini A., Pinho R., Crowley H., Iervolino I., Verderame G.M., Masi A., Vona M., Rota M., Penna A. The Italian Contribution to the USGS Pager Project  (неопр.). 14th World Conference on Earthquake Engineering, October 12-17, 2008. Beijing, China. (2008).
• Committee on Opportunities and Challenges for International Science at the U. S. Geological Survey, Board on Earth Sciences and Resources, Division on Earth and Life Studies, National Research Council. International Science in the National Interest at the U.S. Geological Survey. — National Academies Press, 2012-08-01. — 174 с. — ISBN 9780309224505.
• Harsh Gupta. Encyclopedia of Solid Earth Geophysics. — Springer Science & Business Media, 2011. — 1579 с. — ISBN 9789048187010.
• Van Den Einde, L & Celestino, A & Murbach, D & Court, A & Swanson, D & Ortiz-Huerta, Laura Gabriela & Thiele, R & Meneses, Jorge. PREPARING A REGION FOR EARTHQUAKE DISASTERS – THE SAN DIEGO - TIJUANA EARTHQUAKE SCENARIO PROJECT  (неопр.). TIJUANA EARTHQUAKE SCENARIO PROJECT.. Conference: PREPARING A REGION FOR EARTHQUAKE DISASTERS (2017).
• S. Earle, Paul & J. Wald, David & Jaiswal, Kishor & I. Allen, Trevor & Hearne, M & D. Marano, Kristin & J. Hotovec, Alicia & M. Fee, Jeremy. Prompt Assessment of Global Earthquakes for Response (PAGER): A System for Rapidly Determining the Impact of Earthquakes Worldwide. Earthquake Research: Background and Select Reports.  (неопр.) www.researchgate.net (2011).
• K. S. Jaiswal, D. J. Wald, P. S. Earle, K. A. Porter, M. Hearne. Earthquake Casualty Models Within the USGS Prompt Assessment of Global Earthquakes for Response (PAGER) System (англ.) // Human Casualties in Earthquakes: Progress in Modelling and Mitigation / Robin Spence, Emily So, Charles Scawthorn. — Dordrecht: Springer Netherlands, 2011. — P. 83–94. — ISBN 9789048194551. — doi:10.1007/978-90-481-9455-1_6.
• Mihail Garevski, Atilla Ansal. Earthquake Engineering in Europe. — Springer Science & Business Media, 2010-08-05. — 560 с. — ISBN 9789048195442.
• Wald D.J., Jaiswal K., Marano K.D., García Daniel, Emily So & Hearne M. Impact-based earthquake alerts with the U.S. Geological Survey’s PAGER system: what’s next?  (неопр.) Conference: 15th World Conf. Earthq. Eng., At Lisbon (Portugal), Volume: Paper No. 956. www.researchgate.net (сентябрь 2012).
• Jaiswal, K.; Wald, D. J.; Hearne, M. Estimating Casualties for Large Earthquakes Worldwide Using an Empirical Approach.  (неопр.) nehrpsearch.nist.gov (январь 2009).

Ссылки

• PAGER – Prompt Assessment of Global Earthquakes for Response (англ.) — страница проекта на сайте Геологической службы США (USGS)