مقایسه روش‌های برآورد مولفه پیچشی جنبش زمین با استفاده از داده‌های شبکه شتاب‌نگاری متراکم

به دلیل محدودیت‌های موجود در ثبت مولفه پیچشی جنبش شدید زمین، سعی براین است که این مولفه برحسب مولفه‌های انتقالی برآورد شود. به‌طور عمده سه روش برای برآورد مولفه پیچشی از مولفه‌های انتقالی وجود دارد که عبارت‌اند از روش مشتق زمانی تک‌‌ایستگاهی، روش تفاضل محدود و روش ژئودتیک به صورت دو یا چندایستگاهی. در برآورد مولفه پیچشی از مولفه انتقالی محدویت‌هایی از قبیل فواصل جدایش ایستگاه‌های شتاب‌نگاری و آرایش شتاب‌نگارها دخالت دارند. تحقیقات پیشین نشان داده‌اند که روش ژئودتیک به دلیل استفاده از توابع دارای دقت زیاد و استفاده هم‌زمان از داده‌های چندین ایستگاه، قابلیت بهتری در برآورد مولفه پیچشی دارد. هرچند دقت آن تابع مشخصات شبکه نیز خواهد بود. در این مقاله با استفاده از داده‌های شبکه شتاب‌نگاری چیبا، شتاب‌نگاشت‌های مولفه پیچشی با استفاده از هر سه روش پیش‌گفته، برآورد و مقایسه شده‌اند. همچنین امکان ایجاد رابطه‌ای بین بیشینه شتاب انتقالی و پیچشی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور از داده‌های ثبت شده در شبکه بسیار متراکم در ژاپن به نام شبکه چیبا استفاده شده است. از میان داده‌‌های موجود، داده‌های شتاب‌نگاری 9 زمین‌لرزه که دارای نسبت سیگنال به نوفه بالاتری بودند، انتخاب شدند. شبکه شتاب‌نگاری متراکم چیبا یکی از  شبکه‌های منحصر به فرد شتاب‌نگاری است که امکان برآورد مولفه‌های واقعی پیچشی زمین و در نتیجه امکان مقایسه نتایج روش‌های گوناگون را میسر می‌سازد. در این شبکه شتاب‌نگاری، دستگاه‌های شتاب‌نگاری در فواصل بسیار نزدیک،‌ 5 متر تا حدود 300 متر کارگذاشته شده‌ است. مقایسه نتایج این روش‌ها نشان می‌دهد که مقادیر بیشینه شتاب مولفه پیچشی به‌دست آمده از روش مشتق زمانی در مقایسه با روش ژئودتیک که از دقت بالاتری برخودار است، به طور قابل توجهی بزرگ‌تر است. همچنین نتایج حاصله از روش تفاضل محدود نشان داد که با زیاد شدن فواصل بین دو ایستگاه، مقادیر مولفه پیچشی به‌شدت کاهش می‌یابد که در مقایسه با نتایج روش ژئودتیک پایین‌تر است. هرچند در فواصل جدایی کوتاه (کمتر از 15 متر) مقادیر به‌‍دست آمده از روش تفاضل محدود غالباٌ بیشتر از نتایج روش ژئودتیک است. این نتایج بیانگر آن است که استفاده از روش مشتق زمانی و یا روش تفاضل محدود با فواصل زوج ایستگاه زیاد در تحقیقات مربوط به تاثیر مولفه پیچشی بر پاسخ سازه‌ها می‌تواند منجر نتیجه‌‌گیری‌های نادرست شود. همچنین در این مقاله از بررسی تغییرات بیشینه مولفه پیچشی با بیشینه شتاب انتقالی نتیجه گرفته شد که در هر سه روش، بین تغییرات این دو پارامتر رابطه خطی وجود دارد.