حاسبة احتمالية الهزات الارتدادية
Calculate the probability and expected number of aftershocks following a mainshock.
Analysisعلم التنبؤ بالهزات الارتدادية
الهزات الارتدادية هي زلازل أصغر تتبع الهزة الرئيسية وتحدث في نفس المنطقة العامة للصدع. تنتج عن إعادة توزيع الإجهاد على طول الصدع المتمزق وحوله مع تكيف القشرة مع تكوين الإجهاد الجديد. يمكن أن تستمر تسلسلات الهزات الارتدادية أسابيع أو أشهراً أو حتى سنوات — استمر زلزال توهوكو M9.1 عام 2011 في اليابان في إنتاج هزات ارتدادية كبيرة لأكثر من عقد.
تستخدم هذه الآلة الحاسبة النموذج الإحصائي لريزنبرغ-جونز (1989)، الذي يجمع بين قانونين زلزاليين أساسيين. يصف قانون أوموري المعدّل كيف تتلاشى معدلات الهزات الارتدادية مع الوقت وفقاً لنمط قانون القوة — الهزات الارتدادية أكثر تواتراً مباشرة بعد الهزة الرئيسية وتنخفض بسرعة. يوفر قانون باث تقديراً إحصائياً بأن أكبر هزة ارتدادية عادة أقل بحوالي 1.2 وحدة قوة من الهزة الرئيسية. معاً، تسمح هذه النماذج لعلماء الزلازل بالتنبؤ باحتمالية والعدد المتوقع للهزات الارتدادية فوق عتبة قوة معينة.
المفاهيم الأساسية في علم الهزات الارتدادية
- قانون أوموري المعدّل (1894): معدل الهزات الارتدادية n(t) = K / (t + c)^p، حيث t الوقت بعد الهزة الرئيسية، وK وc وp ثوابت تجريبية. ينخفض المعدل تقريباً كـ 1/t.
- قانون باث (1965): أكبر هزة ارتدادية إحصائياً أقل بحوالي 1.2 وحدة قوة من الهزة الرئيسية، رغم وجود استثناءات — بعض التسلسلات تنتج هزات ارتدادية أقرب في القوة.
- قيمة b لغوتنبرغ-ريختر (عادة ~1.0) تصف نسبة الهزات الارتدادية الصغيرة إلى الكبيرة: لكل هزة ارتدادية M5، توقع حوالي عشر هزات ارتدادية M4.
- تتطابق مناطق الهزات الارتدادية عموماً مع منطقة تمزق الهزة الرئيسية — قد ينتج زلزال M7.0 هزات ارتدادية عبر منطقة 30-50 كم.
الاستخدامات الشائعة
- تقييم ما إذا كان من الآمن إعادة دخول المباني المتضررة بعد زلزال كبير.
- التخطيط لعمليات البحث والإنقاذ مع الوعي بخطر الهزات الارتدادية المستمرة.
- فهم أنماط تلاشي الهزات الارتدادية لأغراض تعليمية أو بحثية.
- تقدير التعرض التأميني خلال فترة ما بعد الهزة الرئيسية عندما تبقى مخاطر الهزات الارتدادية مرتفعة.
How to Use
-
1
Enter Mainshock Parameters
Input the mainshock magnitude (Mw), date, time, and location. The Omori-Utsu law—the foundation of aftershock forecasting—requires the mainshock time as the reference point (t = 0) for the decay calculation.
-
2
Set the Forecast Window
Select the forecast time window (1 day, 1 week, 30 days) and the minimum magnitude threshold for the aftershock probability estimate. USGS operational forecasts use M3.0+ as the standard reporting threshold.
-
3
Review the Aftershock Forecast
See the expected number of aftershocks above your chosen magnitude threshold and the probability of at least one aftershock exceeding specific magnitude levels. Note that the forecast uncertainty increases with time since the mainshock.
About
Aftershock sequences are not random noise following an earthquake—they are systematic, predictable in a statistical sense, and carry important information about fault properties and regional stress fields. The scientific basis for aftershock forecasting traces to the Omori-Utsu law, which holds remarkably across tectonic environments from Japan to California to New Zealand. The ETAS (Epidemic Type Aftershock Sequence) model, developed by Ogata (1988), extends Omori-Utsu to capture the full clustering structure of seismicity: each earthquake (aftershock or mainshock) independently generates its own offspring sequence, creating a branching process. ETAS successfully reproduces the broad statistical features of seismicity catalogs and forms the basis of modern operational forecasting.
The completeness of the post-mainshock earthquake catalog is a critical practical limitation. In the hours immediately following a large earthquake, numerous small-to-moderate aftershocks occur whose seismographic coda overlap in time, preventing individual identification—a problem called 'catalog incompleteness.' The magnitude of completeness Mc rises sharply after a mainshock and decays over days to weeks, depending on network density and analyst processing capacity. This incompleteness affects parameter estimation in Omori-ETAS models and means early forecasts carry larger uncertainty. Modern approaches use template matching—cross-correlating continuous waveform streams with known event templates—to detect small aftershocks hidden within the coda, dramatically lowering Mc in the critical early hours.
Social communication of aftershock probabilities presents persistent challenges. Research by social scientists (e.g., Becker et al., 2019, GeoJournal) shows that probabilistic formats ('35% chance of M5+') are frequently misinterpreted by the public as certainties or dismissals. Newer guidance from USGS and GNS Science emphasizes communicating aftershock information in terms of what people should do, not just probabilities: inspect your home before re-entering; assume any aftershock large enough to feel is large enough to collapse weakened structures; follow official guidance rather than individual seismicity monitoring apps whose algorithms and parameters may not align with operational systems.