VAN 방식

VAN method

VAN 방법 - P의 이름을 따서 명명함. 바로토스, K. 알렉소풀로스와 K. 그것을 설명하는[1][2] 1981년 논문의 저자인 노미코스는 저주파 전기신호를 측정하여 "지진 전기신호"(SES)라고 불렀는데, 바로토스와 몇몇 동료들은 이를 통해 그리스의 지진을 성공적으로 예측했다고 주장했다.[3][4] 방법 자체와 성공적인 예측이 주장된 방식 모두 심한 비판을 받아왔다.[5][6][7] VAN 지지자들은 비판에 응답했지만 비평가들은 그들의 견해를 철회하지 않았다.[8][9]

2001년부터 VAN 그룹은 그들의 전구체 분석에 적용된 "자연 시간"이라고 불리는 개념을 도입했다. 처음에는 SES에 적용하여 소음과 구별하고 임박한 지진 발생 가능성과 관련시킨다. 검증("SES 활동"으로 분류)의 경우, 자연 시간 분석을 SES 활동과 관련된 영역의 일반적인 후속 지진도에 추가로 적용하여 예측의 시간 매개변수를 개선한다. 그 방법은 지진 발생을 중대한 현상으로 취급한다.[10][11][12][13]

2006년 이후 VAN은 SES 활동과 관련된 모든 알람은 arxiv.org에 게시함으로써 공개되었다고 말한다. 1983~2011년 그리스에서 가장 강력한 지진이 발생하기 2주 전인 2008년 2월 1일 이런 내용의 보고서 하나가 게재됐다. 이 지진은 2008년 2월 14일 규모(mw) 6.9로 발생했으며, VAN의 보고서는 2008년 2월 10일자 신문 에트노스 기사에 기술되기도 했다.[14][15][16][17] 다만 게라시모스 파파도폴로스는 VAN 보고서가 혼란스럽고 모호하다며 "VAN 예측 성공에 대한 주장 중 어느 것도 정당화되지 않는다"[18]고 불만을 제기했지만 같은 사안에 대해[19] 이 같은 불만을 답변했다.

VAN 방법 설명

이 방법으로 지진을 예측하는 것은 지진 전기신호나 SES의 검출, 기록, 평가에 근거한다. 이러한 전기 신호는 1Hz 이하의 기본 주파수 성분과 지진 규모에 따라 조정되는 로그의 진폭을 가지고 있다.[20] VAN 지지자들에 따르면, SES는 판구조적 힘에 의해 야기되는 스트레스에 의해 암석에 의해 방출된다. 보고된 전기 신호에는 세 가지 유형이 있다.[4]

  • 대지진 직전에 발생하는 전기 신호. 예를 들어 1995년 일본 고베 대지진 6.5시간 전에 이런 유형의 신호가 기록되었다.[21]
  • 대지진 발생 전 일정 시간 동안 발생하는 전기 신호.
  • 지진 발생 전 지구의 전기장에 점진적인 변화.

SES를 설명하기 위해 몇 가지 가설이 제안되었다.

  • 응력 관련 현상: 지진 전기 신호는 일부 광물, 특히 석영 등의 압전적 행동이나 스트레스나 긴장 하에서 결정학적 결함의 행동과 관련된 영향 때문일 수 있다. SES 활동이라고 불리는 일련의 SES 활동은 기계적 응력이 임계치에 도달했을 때 지진 발생 몇 주 또는 몇 달 전에 나타날 수 있다.[2][22] 고응력 상태에서 골절로 이어지는 광물에 의한 전기신호 발생이 실험실 실험으로 확인됐다.[23]
  • 열전 현상: 중국 연구진이 자석의 열전 효과에 의존하는 메커니즘을 제안했다.[24]
  • 지하수 현상: SES 생성 시 지하수의 존재에 의존하는 세 가지 메커니즘이 제안되었다. 전기 운동 효과는 모공 압력 변화 중 지하수의 운동과 관련이 있다.[25] 지진 다이너모 효과는 지진파가 변위를 일으키기 때문에 지자기장에 상대적인 지하수의 이온 운동과 관련이 있다. 원형 양극화는 지진 발전 효과의 특성이며, 이는 인공 지진 및 자연 지진 사건 모두에 대해 관찰되었다.[26] 라돈 방출과 그에 따른 지하수 내 물질의 이온화에 의해 발생하는 라돈 이온화 효과도 활성화될 수 있다. 라돈의 주 동위원소는 반감기가 3.9일인 방사성 물질이며, 라돈의 핵 붕괴는 공기에 이온화 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 많은 간행물들은 강한 지진 사건 몇 주 전에 일부 활성 지각 결함 근처에서 라돈 농도가 증가했다고 보고했다.[27] 그러나 라돈 이상과 지진 사건 사이의 강한 상관관계는 입증되지 않았다.[28]

전기 운동 효과는 수십 또는 수백 킬로미터 떨어진 곳의 신호 검출과 일치할 수 있지만, 다른 메커니즘은 전파를 설명하기 위한 두 번째 메커니즘을 필요로 한다.

  • 고장에 따른 신호 전송: 한 모델에서 지진 전기 신호는 지반수가 고장 구역에 침입하거나 광물의 이온적 특성에 의해 야기되는 전기 전도도 증가 때문에 지각 결함을 따라 상대적으로 낮은 감쇠로 전파된다.[29]
  • 바위 회로: 결함 모델에서 충전 캐리어와 홀의 존재는 광범위한 회로를 만드는 것으로 모델링할 수 있다.[30]

지진 전기 신호는 증폭기와 필터와 함께 지면에 삽입된 전극 쌍(방향 NS 및 EW)으로 구성된 관측소에서 감지된다. 그 신호들은 아테네의 VAN 과학자들에게 전달되고 그곳에서 기록되고 평가된다. 현재 VAN 팀은 9개의 스테이션을 운영하고 있으며, 과거에는 (1989년까지) 최대 17개의 스테이션을 수용할 수 있었다.[31]

VAN 팀은 진도 0.7의 불확실성, 반경 100km 이내, 그리고 몇 시간에서 몇 주까지의 시간대에서 진도 5 이상의 지진을 예측할 수 있었다고 주장했다. 여러 논문에서 이러한 성공률을 확인하여 통계적으로 유의미한 결론을 도출하였다.[32] 예를 들어 1984년 1월 1일부터 1995년 9월 10일까지 그리스에서 M ≥ 5.5 지진이 8회 발생했으며, VAN 네트워크는 이 중 6회를 예보했다.[33]

VAN 방식은 일본에서도 사용되어 왔으나 초기에는 그리스에서 달성한 것에 버금가는 성공이 "어렵다"고 했다.[13][34] 프랑스의 지진 전기 신호에 대한 예비 조사가 고무적인 결과로 이어졌다.[35]

자연시간 분석을 이용한 지진예측

2001년부터 VAN 팀은 다가올 지진 시간의 추정의 정확성을 향상시키기 위해 노력해왔다. 이를 위해 사건 순서에 따른 공정에 무게를 두는 시계열 분석 기법인 자연시간 개념을 도입했다.[10] 각 사건을 특징짓는 두 가지 용어인 "자연 시간" χ과 에너지 Q. χ은 k/N으로 정의되며 여기서 k는 정수(k-th 이벤트)이고 N은 데이터의 시간 순서에 있는 총 사건 수입니다. 관련 용어 p는k 방출되는 부분 에너지를 설명하는 비율k Q/Q이다total. 그들은 에너지 용어 pk: p:에 추가적인 비중을 두는 "자연 시간에서의 분산"이라는 비판적 용어를 도입한다.

여기서 = / N 및 = = 1}

그들의 현재 방법은 κ = 0.070일 때 SES가 유효하다고 간주한다. 일단 SES가 유효하다고 판단되면, 후속 지진(전기보다는) 사건이 기록되는 2차 분석이 시작되며, 면적은 겹치는 직사각형당 최소 2개의 지진 사건이 있는 벤 다이어그램으로 나뉜다. 직사각형 지역의 for 분포가 최대치인 70 = 0.070일 때, 중대한 지진 사건이 임박한 경우, 즉 며칠에서 1주일 정도 후에 발생하며, 보고가 발행된다.[36]

결과.

VAN 팀은 위도 N 36°~N 41° 및 경도 E 19°~E 27°의 영역에서 2001~2010년까지 진도 Mw>=6.0의 메인슈크 7개 중 하나를 제외한 모든 주슈는 자연시간 분석을 통해 사전에 식별되고 보고된 관련 SES 활동으로 분류할 수 있다고 주장한다. 또한 그들은 규모 Mw>=6.4의 이러한 주축 중 4개의 발생 시간이 "좁은 범위, 며칠에서 1주일 정도"[37] 내에서 확인되었다고 주장한다. 이 보고서들은 arXiv에 소장된 서류에 삽입되어 있으며, 그 곳에서 새로운 보고서가 만들어지고 업로드된다.[38] 예를 들어, 2008년 2월 14일에 발생한 1983~2011년 그리스에서 가장 강력한 지진이 발생하기 전 규모(mw) 6.9로, 거의 2주 전인 2008년 2월 1일 arXiv에서 발표되었다.[14] 업데이트된 VAN 방법에 대한 설명은 스프링거가 2011년에 출판한 "자연 시간 분석: 새로운 시각의 시간."[39]

자연시간 분석에서도 SES 활동과 지진과의 물리적 연관성은 다음과 같다고 주장한다. 지진 발생이 위상변화(중요현상)라고 보고, 새로운 국면이 주쇼크 발생인 경우 위에서 언급한 분산 용어 κ은 해당 순서 매개변수다.[39] 몇 개월 이내에 발생하는 평균 지진 횟수에 상당하는 지진 사건 수를 구성하는 창문에 대해 계산된 κ 값은 창문이 지진 카탈로그를 통해 미끄러질 때 변동한다. VAN 팀은 이러한 κ 변동은 메인 쇼크가 발생하기 최소 몇 달 전에 나타나며, 또한 이 최소값은 해당 SES 활동의 시작과 동시에 발생하며, 문헌에서 독립 데이터 집합에 두 개의 선행 현상이 동시에 나타나는 것은 이번이 처음이라고 주장한다.서로 다른 지구물리학적 관측 가능성의 s가 관찰되었다.[40] 더욱이, VAN 팀은 1984년 1월 1일부터 2011년 3월 11일 진도 9.0 도호쿠 지진이 발생할 때까지의 기간 동안 일본의 지진 카탈로그에 대한 그들의 자연 시간 분석 결과, 진도 7.6 이상의 모든 큰 지진 이전에 그러한 fluctuations 변동의 분명한 미니마가 나타났다고 주장한다. 이들 미니마 중 가장 깊은 곳은 2011년 1월 5일, 즉 도호쿠 지진 발생 두 달 전쯤이라고 한다.[41] 마지막으로, 일본 지역을 작은 지역으로 나누어서, 일부 작은 지역은 일본 전역을 커버하는 넓은 지역과 임박한 대지진의 실제 진앙에서 수백 킬로미터 이내에 군집한 그러한 작은 지역들과 거의 동시에 κ 변동을 최소한으로 나타낸다고 VAN 팀은 말한다.[42][43]

VAN 비판

역사적으로, 지진 예측을 위한 VAN 방법의 유용성은 논쟁거리였다. VAN 방법에 대한 보다 오래된 개념에 대한 긍정적이고 부정적인 비판은 제임스 라이트힐 경이 편집한 1996년 책 "A Critical Review of VAN"에 요약되어 있다.[44] 통계적 방법론의 비판적 검토는 1997년에 UCLA의 Y. Y. Kagan에 의해 발표되었다.[45] 이러한 비판은 VAN 그룹이 2001년에 도입한 시계열 분석 방법보다 앞서 있다는 점에 유의하십시오. 비판의 요점은 다음과 같다.

예측 성공

VAN 방식은 연구자들이 계속 매개변수(목표 이동) 기법을 변경하기 때문에 가설의 타당성에 대한 통계적 테스트가 미흡해 방해받고 있다는 비판도 있다.[46]

VAN은 7시간 후 그리스 전 지역에서 발생한 SES와 진도 2.9의 지진 사이의 일대일 상관관계의 완벽한 기록을 아테네의 한 녹음소에서 관찰했다고 주장했다.[47] 그러나 맥스 위스는 이 상관관계에 사용된 지진 목록이 거짓이라고 말했다. VAN은 기사에서 지진 목록이 아테네 국립 천문대(NOA)의 목록이라고 밝혔으나, Wys는 가장 큰 지진 등 실제로 게시판에 등재된 지진의 37%가 VAN이 청구권 발행을 위해 사용한 목록에 포함되지 않았다는 사실을 발견했다. 또 VAN이 발생했다고 주장한 지진의 40%는 NOA 게시판에 없었다.[48] 1987년 1월 1일부터 1989년 11월 30일까지 M > 4.0 VAN의 성공 예측에 대한 또 다른 22개 세트의 우연한 상관관계 확률을 조사했더니 74%가 거짓이었고 9%가 우연한 상관관계였으며, 14%는 상관관계가 불확실했다. 85%보다 큰 확률로 상관되는 단일 사건이 없는 반면 가설 검정을 양성으로 받아들이는 데 필요한 통계량 수준은 일반적으로 95%가 [50]될 것이다.

Wys의 NOA 조사 결과 분석에 대해 VAN은 이러한 비판이 오해에 근거한 것이라고 말했다.[51] VAN은 Wys가 제시한 계산은 이상적인 지진 예측 방법에 적용했을 때, 역설, 즉 단일성보다 큰 확률 값으로 이어질 것이라고 말했다.[52] 다른 독립적인 평가들은 VAN이 통계적으로 유의미한 결과를 얻었다고 말했다.[32][33]

주류 지진학자들은 VAN의 반박에 대해 여전히 납득이 가지 않는다. 2011년 ICEF는 VAN이 주장한 낙관적 예측 능력을 검증할 수 없다고 결론지었다.[53] 대부분의 지진학자들은 VAN이 "엄청나게 실추되었다"고 생각한다.[54]

그러나 2011년 우에다 등은 이 기법의 사용을 지지했다.[55] 2018년에는 VAN 그룹이 사건 우연 분석(ECA)[56]과 수신기 작동 특성(ROC)과 같은 현대적 기법을 채택하여 이 방법의 통계적 중요성을 재검토하였는데,[57] 이는 SES가 우연한 범위를 훨씬 넘는 선행 정보를 나타낸다고 해석하였다.[58]

제안된 SES 전파 메커니즘

지구 지각에서 SES의 전파 특성을 분석한 결과, VAN이 보고한 진폭을 가진 신호가 작은 지진에 의해 발생하여 진앙지와 수신지 사이의 수백 킬로미터에 걸쳐 전송되는 것은 불가능한 것으로 나타났다.[59] 실제로, 이 메커니즘이 결함을 따라 이동하는 신호와 함께 결정 변형의 압전 또는 전기 충전에 기초한다면, VAN이 주장한 어떤 지진도 SES가 자체적으로 발생시키지 않았다. VAN은 이러한 SES 전파 특성 분석은 수평으로 층을 이룬 지구의 단순화된 모델을 기반으로 하며, 이는 지구의 지각에 불균형이 포함되어 있기 때문에 실제 상황과 크게 다르다고 답변했다. 예를 들어, 고장은 주변 매체보다 전기적으로 눈에 띄게 전도성이 높다는 점을 고려해 볼 때, VAN은 진앙과 수신국 사이의 100km 거리에서 전송되는 전기 신호는 보고된 것과 유사한 진폭을 갖는다고 믿는다. 밴으로[29]

전자파 적합성 문제

VAN의 출판물은 날씨로부터의 텔루릭 전류, 인공 신호로부터의 전자기파 간섭(EMI) 등 그들이 측정한 자기장 변화원의 많고 강력한 문제를 해결하지 못해 더욱 약화되고 있다.[citation needed] 한 가지 중요한 논문(Pham et al 1998)은 VAN 그룹이 사용하는 SES와 군사 기지에서 만들어진 디지털 무선 전송의 상관관계를 분명히 보여준다.[60] 후속 논문에서 VAN은 군사 데이터베이스의 디지털 무선 송신기에서 발생하는 그러한 소음은 VAN이 개발한 기준을 준수함으로써 진정한 SES와 분명히 구별되었다고 말했다.[61] 2002년 Pham et al에 의한 그리스에서의 추가 연구에서는 SES와 같은 "열성 과도 전기 신호"를 특정 인간원으로 다시 추적했으며, VAN이 SES를 식별하기 위해 사용하는 기준에 의해 그러한 신호가 배제되지 않는다는 것을 발견했다.[62]

2003년에 현대적인 통계물리학 방법, 즉 디트렌드변동분석(DFA), 다원적 DFA 및 파월트 변환은 SES가 인간원에 의해 생성된 것과 분명히 구별되는 것을 보여주었다. 왜냐하면 전자의 신호는 매우 강한 장거리 상관관계를 보이는 반면 후자의 신호는 그렇지 않기 때문이다.[63][64] 2020년에[65] 발표된 연구에서는 지역 및 전지구적 수준의 강한 지진의 전조로서 사건 우연의 일치분석에 의한 지진 순서의 변동에 대한 미니마의 통계적 유의성을 검토하였다. 그 결과는 이 미니마가 실제로 통계적으로 유의미한 지진 전조자라는 것을 보여준다. 특히 지역 연구에서는 시차가 이러한 미미마가 SES 활동의 시작과 동시에 발생한다는 사실과[40] 완전히 일치하는 것으로 밝혀져, 후자의 전구 신호와 인적 자원이 생성하는 전구 신호의 구별이 명백하다.

공공정책

마지막으로, 모든 지진 예측 방법에 대한 한 가지 요구사항은 어떤 예측이 유용하기 위해서는 합리적인 시간 범위, 진앙 및 규모 내에서 다가올 지진을 예측해야 한다는 것이다. 예측이 너무 모호할 경우 실현 가능한 결정(특정 지역의 모집단을 일정 기간 대피시키는 등)을 내릴 수 없다. 실제로 VAN 그룹은 1980년대에 일련의 전보를 발령했다. 같은 기간 동안 이 기술은 'Mb05.0의 지진에 대해서는 전체 지진 수에 대한 예측 비율이 6/12(50%)이고 예측 성공률도 4의 확률 이득으로 6/12(50%)이라는 점에서[32] 큰 지진을 놓쳤다. 신뢰도 99.8%로 예측 영역의 높은 지진도를 포함하는 지역적 요인을 고려한 지진 발생의 무작위 모델에 의해 이러한 성공률이 설명될 가능성은 거부될 수 있다. 본 연구는 "SES 예측에 대한 통계적 조사를 통해 높은 성공률 예측과 높은 확률 증가가 있는 예측 사건들이 입증되었다"고 결론짓는다. 이는 적어도 Ms≥5"[32]의 규모 사건에 대해 SES와 후속 지진 사이의 물리적 연관성을 시사한다. 초기 VAN 방법의 예측은 대중의 비난과 거짓 경보와 관련된 비용 때문에 악의를 초래했다.[66] 2016년 그리스 물리학자 연합은 P를 찬양했다. 바로토스는 그리스 대통령이 수여하는 상으로 VAN에 대한 그의 업적을 기렸다.[67][68]

참고 항목

메모들

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참조

외부 링크