Un aggiornamento sul numero di terremoti attesi in Nepal

Come anticipato nel post precedente del 2 maggio, aggiorniamo la stima del numero di eventi attesi in Nepal (e aree limitrofe) di magnitudo superiore a 5 nel prossimo mese tenendo conto del contributo dell’ultimo evento di magnitudo 7.3 avvenuto il 12 maggio.

Applicando lo stesso modello, si stima che possano avvenire in media circa 3 terremoti di magnitudo superiore a 5 nel periodo 13 maggio (00:00 UTC) – 12 giugno (23:59 UTC). Considerando le incertezze in gioco e la variabilità naturale del processo il numero potrebbe variare da 0 a 12.

Sempre lo stesso modello fornisce per lo stesso periodo di un mese una probabilità intorno al 3% che una di tali scosse possa avere una magnitudo 7 o superiore.

Quanti terremoti seguiranno l’evento M7.8 del Nepal?

Il 25 aprile un terremoto di magnitudo 7.8 ha colpito il Nepal causando danni ingenti ancora in fase di valutazione. Il terremoto non è una sorpresa perché avvenuto in una delle zone della Terra a più alta pericolosità sismica.

La torre Dharahara, nel centro di Katmandu, prima e dopo il terremoto (immagine tratta da www.huffingtonpost.com)

La torre Dharahara, nel centro di Katmandu, prima e dopo il terremoto (immagine tratta da http://www.huffingtonpost.com)

Subito dopo il terremoto si sono registrati molteplici terremoti che vengono chiamati spesso repliche o scosse di assestamento. In realtà questi eventi sono anch’essi terremoti e a volte possono essere anche di energia comparabile o superiore alla scossa principale. Questo incremento di sismicità a seguito di un terremoto significativo come quello del Nepal comporta un aumento della pericolosità sismica per un periodo che può durare anni.

Infatti, i terremoti non avvengono in maniera totalmente casuale, ma tendono a raggrupparsi nello spazio e nel tempo. Questa caratteristica si chiama cluster sismico. I modelli quantitativi che descrivono i cluster sismici si basano sul fatto che ogni terremoto può generare altri terremoti seguendo regole predeterminate; tale capacità è funzione della magnitudo del terremoto e decade rapidamente nello spazio e nel tempo con leggi di potenza. Per esempio, dopo un terremoto come quello del Nepal si è certi che nei giorni a seguire ci saranno altri eventi sismici percepiti dalla popolazione.

Tali modelli possono essere usati per stimare quanti terremoti possono avvenire nel futuro e con che magnitudo. In particolare, applicando uno di questi modelli [1] alla sismicità del Nepal si stima che possano avvenire in media circa 8 terremoti di magnitudo superiore a 5 nel periodo 26 aprile (00:00 UTC) – 26 maggio (23:59 UTC). Considerando le incertezze in gioco e la variabilità naturale del processo il numero potrebbe variare da 2 a 23. Parte delle incertezze sono anche dovute alla mancanza di una rete sismica di alta qualità, come per esempio quella gestita dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) nel territorio italiano, che consenta di avere un catalogo completo anche per basse magnitudo.

Sempre gli stessi modelli forniscono una probabilità intorno al 5% che una di tali scosse possa avere una magnitudo confrontabile o anche superiore a quella del terremoto del 25 aprile. In generale, se una delle scosse attese fosse di magnitudo 7 o superiore, le stime del modello dovrebbero essere aggiornate includendo questa nuova informazione.

Analoghe elaborazioni sono apparse sui mezzi di comunicazione mondiali, realizzate anche dai colleghi di USGS e basate sui modelli calibrati sui dati della California. Questi modelli propongono un numero di scosse attese differente, probabilmente perché il contesto tettonico del Nepal è completamente diverso dalla California e quindi il modello potrebbe non essere applicabile direttamente. Inoltre, l’intervallo considerato dall’USGS comprende anche il 25 aprile in cui sono avvenuti molti terremoti di magnitudo superiore a 5; questi eventi sono stati utilizzati per calibrare il modello utilizzato dal CPS.

Modelli basati sugli stessi principi hanno mostrato che la perturbazione indotta dal terremoto del 25 aprile potrebbe durare anni, per cui in questo periodo di tempo è più facile che la zona Himalayana possa essere colpita da altri eventi di grande magnitudo.

Questo tipo di informazione potrebbe essere utile sia ai soccorritori accorsi da ogni parte del mondo che possono trovarsi coinvolti in altre scosse violente, sia alla popolazione nepalese per una pianificazione opportuna della fase di ripresa post-terremoto. Infatti, le prossime scosse, anche se non fortissime, potrebbero danneggiare, indebolire, o far crollare quelle costruzioni rimaste finora in piedi.

[1] Il modello utilizzato è basato sulla legge di Omori-Utsu con una trattazione delle variazioni della completezza del catalogo sismico introdotta da Omi et al (2013; Scientific Report, vol. 3).

Aggiornamento del modello di pericolosità sismica di lungo termine per l’Italia

Il Centro di Pericolosità Sismica (CPS) dell’INGV, nell’ambito della convenzione 2015 con il Dipartimento della Protezione Civile, e in accordo con questo, si è fatto carico di realizzare un nuovo modello di pericolosità sismica del territorio nazionale che possa aggiornare l’attuale modello di riferimento (MPS04-S1; zonesismiche.mi.ingv.it e esse1.mi.ingv.it) rilasciato tra il 2004 e il 2006.

Scopo di questa iniziativa è realizzare un modello che sfrutti tutti gli avanzamenti realizzati negli ultimi anni relativamente ai dati disponibili, agli approcci e ai codici di calcolo. Per ottenere un modello di consenso, è necessario coinvolgere la comunità scientifica e con essa condividere le scelte operative, le modalità di trattamento dei dati, la valutazione dei risultati. Nel corso di questo percorso non sarà svolta nuova ricerca, ma si dovranno utilizzare gli avanzamenti già raggiunti dalla comunità, possibilmente già passati al vaglio del peer review.

Il programma si concluderà alla fine del 2016 e sarà coordinato dai due responsabili del CPS.

Il CPS ha organizzato l’attività attraverso una serie di tavoli di lavoro, uno per ogni filone tematico, ai quali i ricercatori interessati potranno sottomettere modelli, idee, dati, ecc. Le proposte dovranno essere relative all’intero territorio nazionale e non potranno essere prese in considerazione quelle relative a porzioni limitate se non in casi molto particolari (per esempio, aree vulcaniche).

Tutte le attività svolte dai tavoli di lavoro, sia in senso positivo, sia che in senso negativo (per esempio, quelle opzioni che potranno essere eventualmente scartate nel corso dei lavori), dovranno essere documentate e rese pubbliche.

Questo è l’elenco dei tavoli di lavoro, che saranno meglio descritti nel seguito:

  1. Coordinamento del programma MPS16;
  2. Dati di input;
  3. Modelli di sismicità;
  4. Modelli di attenuazione;
  5. Implementazione del calcolo e restituzione dei risultati;
  6. Validazione del modello di pericolosità sismica.

I ricercatori e i gruppi di ricerca interessati a partecipare al programma dovranno inviare la propria richiesta di adesione via email all’indirizzo cps@ingv.it entro il 24 aprile 2015, con la descrizione dell’attività proposta contenuta in una/due pagine, unitamente all’elenco delle persone interessate. Saranno poi contattati dai coordinatori del CPS che valuteranno se le proposte rientrano nell’ambito delle linee guida qui esposte.

Le attività e le interazioni tra i ricercatori avverranno principalmente per via telematica, con alcune riunioni plenarie o dei tavoli di lavoro per le quali il CPS contribuirà alle spese di trasferta.

Per qualsiasi richiesta di chiarimento, utilizzare l’indirizzo di posta elettronica: cps@ingv.it


Vengono ora elencate le attività principali previste per il raggiungimento dell’obiettivo finale e che coincideranno con i tavoli di lavoro congiunti.

Tutti i tavoli dovranno rilasciare:

  • un documento che riassuma lo stato dell’arte, in Italia e nel mondo, nonché il programma dettagliato dei lavori entro luglio 2015;
  • un documento che riassuma il raggiungimento degli obiettivi a dicembre 2015;
  • un documento finale con dei prodotti utilizzabili nella costruzione del modello (anche in termini di formato dei dati) entro giugno 2016.

Il CPS, in coordinamento con il DPC, potrà chiedere ai tavoli di lavoro ulteriori documenti ed elaborazioni in corso d’opera.

I tavoli di lavoro che concluderanno la propria attività prima del giugno 2016 termineranno con la consegna del prodotto finale la propria esistenza.

  1. Coordinamento del progetto MPS16

Questo tavolo di lavoro rappresenta il coordinamento dell’intero progetto e sarà composto, oltre che dal personale afferente al CPS, da ricercatori con esperienza provata nel settore della pericolosità sismica. Al tavolo potranno essere invitati a partecipare ad alcune riunioni rappresentanti del Dipartimento della Protezione Civile e del mondo dell’ingegneria sismica (per esempio attraverso il consorzio Reluis e Eucentre), al fine di individuare i requisiti che il modello dovrà rispettare o il tipo di output, anche in funzione di possibili applicazioni del modello stesso, quali stime del rischio sismico o modifiche dell’azione sismica della normativa delle costruzioni.

Scopo del tavolo sarà quello di costruire l’intera impalcatura del modello finale, guidando nel dettaglio l’attività degli altri tavoli di lavoro, suggerendo attività e miglioramenti alle stesse, valutando anche l’approccio da utilizzare per la stima e propagazione delle incertezze epistemiche (per esempio, albero logico con combinazione tra tutte le opzioni oppure un modello cosiddetto “ensemble”), nonché le strategie per “pesare” i diversi modelli o elementi di input (giudizio esperto o valutazione a valle sulla base delle prestazioni). Tra le opzioni che il gruppo di coordinamento dovrà valutare c’è anche la possibilità di introdurre nel calcolo un catalogo che contenga le repliche, vale a dire non declusterato.

Le scelte di questo tavolo di lavoro dovranno essere motivate anche con simulazioni, test, applicazioni reali che mostrino l’incidenza di una scelta rispetto ad un’altra.

  1. Dati di input

Questo tavolo di lavoro sarà responsabile di reperire, valutare, implementare tutti i dati sismologici che diventano elementi di input per la stima della pericolosità sismica. In particolare tra gli obiettivi di questo tavolo vi è la messa a punto di una versione aggiornata del catalogo storico dei terremoti, del modello sismotettonico da utilizzare per definire le aree sorgente, e del database delle sorgenti sismogenetiche individuali. Inoltre questi dati dovranno essere corredati di una serie di elaborazioni utili per le fasi successive del progetto.

Il gruppo di lavoro CPTI ha rilasciato nel novembre 2014 a solo uso interno del CPS una versione aggiornata a tutto il 2013 del catalogo, che include tutti i nuovi studi prodotti dopo il rilascio di CPTI04 e mai incorporati prima d’oggi nel database macrosismico. I nuovi studi sono stati parametrizzati (localizzazione e magnitudo) con le stesse modalità adottata in CPTI11, senza procedere ad una nuova calibrazione degli algoritmi adottati (Boxer e metodo di Bakun & Wentworth).

La versione che dovrà essere utilizzata dal CPS dovrà pertanto sviluppare le seguenti attività:

  • calibrazione degli algoritmi per la parametrizzazione degli eventi;
  • parametrizzazione di tutti gli eventi in catalogo, secondo le modalità già utilizzate per la versione CPTI11 (selezione dei parametri migliori tra quelli disponibili, basati su dati macrosismici o su dati strumentali);
  • individuazione dell’algoritmo “migliore” per un eventuale declustering del catalogo (previo esecuzione di test tra i diversi approcci disponibili in letteratura);
  • stima degli intervalli di completezza del catalogo per aree geografiche con approccio statistico o di un modello misto che combini sia l’approccio storico sia quello statistico;
  • individuazione della magnitudo minima per la quale il catalogo può essere considerato completo da utilizzare nella stima della pericolosità sismica;
  • definizione o rivalutazione di relazioni di conversione tra i diversi tipi di magnitudo, in particolare da Ml a Mw, cercando di migliorare quanto attualmente in uso per la sismicità attuale.

Il modello di zone sorgente denominato ZS9 derivava da un modello sismotettonico del Mediterraneo centrale basato sulla letteratura disponibile a suo tempo (in particolare Meletti et al., 2000). Per definire un nuovo modello di zone, o aree sorgente, si rende necessario procedere ad una revisione del modello sismotettonico ed eventualmente al suo aggiornamento che sfrutti tutto il bagaglio di conoscenze accumulato negli ultimi 15 anni.

Il database delle sorgenti sismogenetiche individuali (DISS, Basili et al., 2008) è stato aggiornato periodicamente da parte del gruppo di lavoro dell’INGV. L’ultima versione rilasciata pubblicamente è quella compilata nell’ambito del progetto EU SHARE, con copertura a scala europea. Ulteriori avanzamenti sono stati realizzati da parte degli autori (soprattutto per quanto riguarda l’Italia) e si può pensare di avere una nuova release nell’ambito delle attività di questo progetto. Il tavolo di lavoro dovrà quindi assicurare il rilascio del modello aggiornato delle sorgenti individuali che possa servire per l’elaborazione di un modello di sismicità con il quale stimare la pericolosità sismica, sia da parte dello stesso gruppo di lavoro, sia eventualmente da parte di altri ricercatori che vorranno utilizzarlo con altri approcci.

A questo scopo le informazioni che dovranno essere rilasciate per ogni singola sorgente dovranno comprendere almeno:

  • geometria della sorgente con eventuale variazione dell’angolo di dip;
  • massima magnitudo;
  • valutazione dello slip rate, il più possibile giustificato da dati osservati, anche secondo valori variabili lungo la struttura.
  1. Modelli di sismicità

Questo tavolo di lavoro è responsabile della messa a punto dei diversi modelli di sismicità basati su diversi approcci alla definizione delle sorgenti sismiche e relativi tassi di sismicità. Ogni modello sarà definito indipendentemente dagli altri, ma il coordinamento di questo tavolo dovrà assicurare, oltre al livello qualitativo dell’elaborazione dei diversi modelli, anche il corretto bilanciamento tra gli stessi, per esempio in termini di momento sismico complessivo. Questo tavolo sarà organizzato per sottotavoli, uno per ogni tipo di approccio. Per uno stesso tipo di approccio potranno essere proposti anche diversi modelli, in base a quanto emergerà dalle proposte della comunità scientifica. Il CPS, attraverso il tavolo di lavoro, assicurerà che sarà presentato almeno un modello per ogni sottotavolo.

3a. Modelli di sismicità basati su aree sorgente

Questo sottotavolo di lavoro dovrà produrre uno o più modelli di sismicità basati su zone sismogenetiche. I modelli di zone sismogenetiche sostituiranno la zonazione utilizzata per il modello di riferimento e per SHARE (ZS9), per esempio utilizzando il prototipo realizzato dal CPS nel 2014 (ZS14). I modelli dovranno considerare i nuovi dati disponibili in letteratura, geologici e sismologici, valutare opportunamente le dimensioni delle zone rispetto ad una corretta stima dei tassi di sismicità secondo la completezza del catalogo sia storica che statistica.

Le informazioni rilasciate per ogni zona dovranno contenere anche:

  • la stima della profondità media dello strato sismogenetico;
  • meccanismo prevalente di rottura (anche nei termini proposti dal progetto SHARE);
  • massima magnitudo in ogni zona;
  • indicazione del contesto geodinamico, sulla base del quale associare il modello di attenuazione;
  • stima dei tassi di sismicità secondo diverse modalità (tassi individuali, tassi GR, uso di diversi intervalli di completezza, ecc.) da combinare eventualmente in un approccio di tipo ad albero logico.

3b. Modelli di sismicità basati su sorgenti sismogenetiche

Questo sottotavolo di lavoro dovrà mettere a punto uno o più modelli di sismicità basati sui dati aggiornati disponibili in letteratura. Oltre alla nuova versione di DISS (che sarà rilasciato a breve) dovranno essere valutati i dati disponibili in altri database ed eventualmente discutere i motivi per i quali saranno o meno utilizzati.

I modelli rilasciati da questo tavolo di lavoro dovranno essere completamente autonomi da altri modelli, nel senso che dovranno comprendere tutta la sismicità al di sopra della soglia minima di magnitudo che sarà necessaria per la mappa di pericolosità. Ad esempio, i modelli dovranno tenere conto anche della sismicità che non può venire associata alle sorgenti individuali.

Le informazioni che dovranno essere rilasciate per ogni singola sorgente dovranno comprendere:

  • geometria della sorgente con eventuale variazione dell’angolo di dip;
  • massima magnitudo;
  • valutazione dello slip rate, il più possibile giustificato da dati osservati, anche secondo valori variabili lungo la struttura;
  • stima dei tassi di sismicità secondo una distribuzione cosiddetta GR Pareto troncata.

3c. Modelli di sismicità basati su “gridded seismicity”

Questo sottotavolo di lavoro dovrà produrre dei modelli di sismicità basati su griglie di punti. Rientrano in questo settore i modelli classici di “smoothed seismicity” e modelli basati su elaborazione di dati geodetici e geologici.

In ambito SHARE, INGV ha sviluppato un modello a elementi finiti che non è stato poi implementato nel calcolo finale della pericolosità sismica. Il CPS intende recuperare quella attività, aggiornarla con i dati rilasciati nel frattempo (per esempio la nuova versione di DISS, dati GPS e SAR) e valutarne la possibile implementazione nel modello di pericolosità.

Per quanto riguarda il modello a sismicità diffusa, sarà rivisto l’approccio seguito in SHARE, rivalutate alcune scelte operative e utilizzati tutti i dati aggiornati per l’area italiana ai fini della definizione della sismicità di ogni cella, valutando accuratamente: i) il raggio di ricerca (circolare o ellittico guidato dalla geometri delle faglie), ii) il valore di ‘b’ della distribuzione GR (eventualmente anche con valori diversi da combinare con albero logico), iii) la massima magnitudo, e iv) lo stile di rottura.

  1. Modelli di attenuazione

Questo tavolo di lavoro potrà lavorare indipendentemente dagli altri. E’ infatti intenzione condivisa quella di combinare tutti i modelli di sismicità con tutti le relazioni di attenuazione che saranno selezionate. Come in SHARE, saranno analizzati i diversi modelli disponibili per l’area europea, valutati i modelli cosiddetti NGA2 West, sviluppati per il modello di USGS, al fine di giungere ad una selezione di relazioni utilizzabili per l’aggiornamento del modello nazionale, compatibili anche con i vari contesti geodinamici presenti in Italia. Il tavolo di lavoro dovrà anche valutare i singoli modelli sulla base del confronto con le registrazioni accelerometriche contenute nei database italiano ed europeo per indicare un parametro di performance da utilizzare nella scelta di pesi iniziali con cui pesare i singoli modelli.

  1. Implementazione del calcolo e produzione delle uscite

Tutti i dati prodotti dai vari tavoli di lavoro e la struttura dell’intero modello richiede la trascrizione all’interno del codice di calcolo. Il codice OpenQuake richiede che i dati siano scritti in linguaggio XML, secondo la sintassi definita. Questo tavolo di lavoro dovrà assicurare la corretta implementazione dei dati di input, considerando le eventuali limitazioni imposte dal codice e dal linguaggio. Dovrà innanzitutto fornire agli altri tavoli di lavoro le indicazioni sui formati richiesti, sulle possibilità di implementazione del codice, interagire con il gruppo di lavoro GEM che sviluppa OpenQuake per eventuale assistenza sui problemi che dovessero emergere, testare gli input prodotti dai tavoli di lavoro.

Inoltre il tavolo di lavoro dovrà mettere a punto le strategie per l’esecuzione del calcolo e la sua ottimizzazione rispetto alle prestazioni del centro di calcolo.

Infine sarà compito di questo tavolo di lavoro anche rispettare le specifiche sul formato dei dati, dei servizi cartografici e dei relativi metadati, nonché sugli eventuali software che potrebbero essere messi a disposizione del DPC, secondo quanto previsto dall’allegato 1 della Convenzione B1 del 2015. Tali specifiche sono necessarie, oltre che per garantire l’interoperabilità con i sistemi informativi in uso presso il DPC, anche in fase di rilascio dei prodotti finali, In particolare dovranno essere rispettate le specifiche relative al rilascio di dati cartografici, attraverso eventuali servizi web, e comunque secondo gli standard definiti per i formati di geodatabase e dati geografici, per i formati di file di testo e tabellari, per la rappresentazione grafica dei dati.

Dovrà essere anche garantito il rispetto delle politiche degli Open Data, secondo la versione corrente delle Linee Guida nazionali per la valorizzazione del patrimonio informativo pubblico (per esempio si veda: http://www.agid.gov.it/sites/default/files/linee_guida/patrimoniopubblicolg2014_v0.7finale.pdf) emanate dall’Agenzia per l’Italia Digitale.

  1. Validazione del modello di hazard

Il tavolo di lavoro sulla validazione utilizzerà gli avanzamenti fatti nel corso degli ultimi progetti INGV-DPC S2 2007-2009, 2012-2013 e 2014. Sul tema si terrà anche un convegno internazionale organizzato da Eucentre a Pavia dal 4 al 6 febbraio 2015, al quale il CPS parteciperà. Se ancora non esiste una modalità di validazione della pericolosità sismica condivisa e ampiamente accettata, l’Italia sta dando un contributo importante a questo tema e può farne un punto di forza del modello aggiornato nazionale. Da questo tavolo si aspettano importanti informazioni per la valutazione delle “performance” dei singoli modelli di sismicità, anche al fine di correggere i pesi che saranno assegnati inizialmente agli stessi.

Per giungere alla validazione dovranno essere utilizzati e confrontati diversi approcci, nel caso proporre un approccio più avanzato.

Per richieste di chiarimento o di approfondimento, scrivere una mail a: cps@ingv.it

Un convegno internazionale sull’Operational Earthquake Forecast

Dall’8 all’11 Giugno, si terrà presso Villa Monastero di Varenna (Como), un convegno co-organizzato dal Centro di Pericolosità Sismica intitolato Operational Earthquake Forecasting and Decision Making.

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L‘Operational Earthquake Forecasting è una procedura proposta negli ultimi anni ed ancora ampiamente discussa nella letteratura scientifica. Lo scopo del convegno è quello di fare il punto della situazione con esperti in sismologia, nella scienza delle decisioni e in comunicazione e gestione dei rischi sulle potenzialità associate all’Operational Earthquake Forecasting e sulle possibili modalità di un’appropriata comunicazione delle informazioni derivanti da tale procedura.

Parteciperanno al convegno esperti provenienti da prestigiosi istituti e università di tutto il mondo. L’elenco degli istituti e università comprende:

  • Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia – INGV (Italia)
  • Southern California Earthquake Center – SCEC (USA)
  • Risk Management Solutions – RMS (UK)
  • United States Geological Survey – USGS (USA)
  • GNS Science (Nuova Zelanda)
  • Analisi e Monitoraggio dei Rischi Ambientali – AMRA (Italia)
  • Dipartimento di Protezione Civile nazionale (Italia)
  • Deutsches GeoForschungsZentrum – GFZ (Germania)
  • Eidgenössische Technische Hochschule – ETH (Svizzera)
  • China Earthquake Administration – CEA (Cina)
  • China Earthquake Networks Center – CENC (Cina)
  • Università di Siena (Italia)
  • Università di Roma La Sapienza (Italia)
  • Università di Napoli Federico II (Italia)
  • Università del Kentucky (USA)
  • Università di Edinburgo (UK)
  • Università del Colorado (USA)
  • Università dell’ULSTER (UK)
  • Università di Bristol (UK)
  • Global Earthquake Model Foundation – GEM
  • Institute of Statistical Mathematics – ISM (Giappone)
  • Earthquake Research Institute – ERI (Giappone)
  • Japanese Meteorological Agency – JMA (Giappone)
  • Bureau de Recherches Géologiques et Minières – BRGM (Francia)
  • Commissione Grandi Rischi (Italia)
  • The Federal Office of Civil Protection and Disaster Assistance – BBK (Germania)
  • Icelandic Meteorological Office – IMO (Islanda)
  • National Steering Committee for Earthquake Preparedness (Israele)
  • Karlsruhe Institute of Technology – KIT (Germania)

I risultati saranno sintetizzati in un documento che sarà reso pubblico dopo il convegno.

Il programma completo del convegno può essere scaricato qui: Varenna Meeting Program

Cooperazione Italia-Germania sui pericoli naturali

Il prossimo 15 novembre l’ambasciata italiana a Berlino ospiterà un incontro tra ricercatori italiani e tedeschi e le protezioni civili dei due Paesi per favorire la collaborazione nel campo dei pericoli naturali e in particolare dei terremoti.

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La locandina dell’incontro che si terrà presso l’ambasciata italiana a Berlino

L’Italia sarà rappresentata dai più alti livelli del Dipartimento delle Protezione Civile, dell’INGV, del Dipartimento Scienze della Terra del CNR e di Reluis, mentre per la Germania parteciperanno il BKK (l’Ufficio Federale per la Protezione Civile e l’Assistenza nei Disastri) e il GFZ (GeoForschungsZentrum).

Lo scopo dell’incontro è quello di favorire la condivisione di conoscenza e di competenze tra sismologi, tecnici delle protezioni civili, esperti delle compagnie di assicurazione, decision makers del settore pubblico, giornalisti al fine di discutere quali siano le nuove scommesse, i maggiori ostacoli e gli ultimi sviluppi nel settore importante della riduzione del rischio sismico.

Il Dipartimento delle Protezione Civile sarà rappresentato del Prefetto Franco Gabrielli e dal prof. Mauro Dolce, mentre per l’INGV parteciperanno il Presidente prof. Stefano Gresta e il dott. Warner Marzocchi (responsabile del Centro Pericolosità Sismica). Marzocchi presenterà una comunicazione dal titolo:  Implementation of Operational Earthquake Forecasting: Scientific and Communication Challenges and Perspectives.

Maggiori informazioni sono disponibili nell’invito all’iniziativa, scaricabile qui.

Il 16 ottobre il CPS invita alla discussione

Mercoledì 16 ottobre presso la Sala Conferenze dell’INGV in via di Vigna Murata 605 a Roma si terrà una giornata di presentazione delle attività del CPS e di confronto sugli ultimi progetti conclusi nel settore della pericolosità sismica.

L’invito è rivolto alla comunità scientifica.

Il programma previsto è il seguente:
ore 11.00
Carlo Meletti (INGV – CPS)
Presentazione del CPS, attività svolte e attività previste per il 2014

ore 12.00
Laura Peruzza (INOGS Trieste)
Presentazione dei risultati del progetto DPC S2

ore 14.00
Domenico Giardini (ETH Zurich)
Presentazione dei risultati del progetto SHARE

ore 15.00
Discussione (moderatore Warner Marzocchi, INGV – CPS)

Il termine è previsto entro le ore 17.30.
Per questioni logistiche è necessario inviare una richiesta di partecipazione via mail al seguente indirizzo: carlo.meletti (at) pi.ingv.it.

Mappa della PGA con il 10% di probabilità di eccedenza in 50 anni prodotta dal progetto SHARE (http://www.share-eu.org/)

Mappa della PGA con il 10% di probabilità di eccedenza in 50 anni prodotta dal progetto SHARE (http://www.share-eu.org/)

Conferenza “Scienza e coscienza delle catastrofi”

Venerdì 6 settembre alle ore 10.30 presso il Dipartimento della Protezione Civile (in Via Vitorchiano 2, a Roma) si terrà la conferenza “Scienza e coscienza delle catastrofi ” per discutere di gestione del rischio e sulla necessità di prendere decisioni in un regime di incertezza.

Partendo dalle riflessioni del matematico Gordon Woo (esperto della Risk Management Solution di Londra) contenute nel libro “Calculating Catastrophe”, si approfondiranno i temi dei principi che governano l’origine e la gestione delle catastrofi sia naturali sia legate alle attività dell’uomo.

Scienza e coscienza delle catastrofi

Il programma prevede l’apertura da parte di Franco Gabrielli, capo del Dipartimento della Protezione Civile, e gli interventi di Paolo Gasparini, Gordon Woo e Warner Marzocchi.

PROGRAMMA DEI LAVORI

10.30 Saluti e apertura dei Lavori

FRANCO GABRIELLI – Capo del Dipartimento della Protezione Civile

10.45 Introduzione

PAOLO GASPARINI – Amra – Centro regionale di competenza della Regione Campania per l’Analisi e il monitoraggio del rischio ambientale

11.00 Scienza e coscienza delle catastrofi

GORDON WOO – RMS-Risk Management Solutions

11.45 Scienza e Decision-Making: un legame imprescindibile

WARNER MARZOCCHI – Ingv-Centro Pericolosità Sismica

12.30 Discussione

13.30 Chiusura dei lavori

Maggiori dettagli sono riportati qui.

Pericolosità sismica, classificazione del territorio nazionale e rischio sismico

Anche in recenti articoli di giornale o interventi pubblici, notiamo che si continua a fare confusione tra diversi concetti inerenti al problema del rischio sismico e alle strategie per la sua riduzione. Riteniamo che tra le funzioni del Centro di Pericolosità Sismica di INGV ci sia anche quello di contribuire ad una maggiore conoscenza del problema a partire dell’uso di terminologia corretta. In questo modo si può migliorare la consapevolezza dei cittadini e di chi li amministra, cominciando anche ad usare uno stesso linguaggio.

La prima distinzione da ribadire è quella tra pericolosità sismica e rischio sismico, termini usati erroneamente nel linguaggio comune come sinonimi.

Pericolosità sismica: è la stima dello scuotimento atteso in una certa zona in un dato tempo di osservazione. Dipende esclusivamente dalle caratteristiche della sismicità dell’area e possiamo solo valutarla, NON modificarla. Generalmente la stima della pericolosità sismica si basa su un approccio probabilistico e pertanto esprime lo scuotimento atteso con una certa probabilità di accadimento in una finestra temporale.

Rischio sismico: è una valutazione dei danni che un evento sismico potrebbe produrre, sia in termini di persone coinvolte, sia in termini di costi economici. Il rischio sismico di una certa area dipende dalla pericolosità sismica, dai beni esposti sul territorio (persone, abitazioni, beni culturali, industrie, impianti particolari, infrastrutture in generale) e dalla vulnerabilità degli stessi beni. La vulnerabilità è la propensione a danneggiarsi di una struttura, ovvero la sua scarsa resistenza all’azione del terremoto. Il rischio sismico PUO’ essere drasticamente ridotto con interventi di riduzione della vulnerabilità, cioè di miglioramento del comportamento sismico di una struttura.

Ne consegue che un’area a elevata pericolosità sismica potrebbe risultare a basso o nullo rischio sismico se fosse deserta o avesse edifici costruiti rigorosamente secondo le regole, mentre aree a bassa pericolosità sismica ma su cui insistono molte strutture vulnerabili potrebbe essere ad elevato rischio sismico.

La pericolosità sismica è una mappa?

Non propriamente, un modello di pericolosità sismica come quello disponibile per l’Italia (http://zonesismiche.mi.ingv.it) è un insieme di molti parametri per ogni singolo punto di valutazione (oltre 2000 valori numerici nel caso del modello italiano). La mappe che vengono realizzate per comodità di comunicazione rappresentano sempre e solo la distribuzione nello spazio di uno dei tanti parametri disponibili, secondo scale cromatiche che non rivestono un significato particolare se non quello di essere graficamente comprensibili. Riportano quindi solo una piccola parte del contenuto informativo del modello di pericolosità.

In queste figure sono mostrate rappresentazioni in mappa di alcuni di questi parametri, per esempio il valore di accelerazione orizzontale di picco su suolo roccioso atteso con una probabilità di eccedenza rispettivamente del 2% e del 50% in 50 anni.

Pericolosità sismica con il 2% di probabilità di eccedenza in 50 anni

Pericolosità sismica con il 2% di probabilità di eccedenza in 50 anni

Pericolosità sismica con il 50% di probabilità di eccedenza in 50 anni

Pericolosità sismica con il 50% di probabilità di eccedenza in 50 anni

La pericolosità sismica esprime una classificazione?

No, la pericolosità sismica si esprime con un parametro numerico in una scala continua e non fornisce pertanto una classificazione.

Non ha inoltre senso in assoluto parlare di pericolosità sismica alta o bassa, ma semmai di pericolosità in un sito più alta o più bassa rispetto ad un altro sito. Per fare un esempio, aree che sono a maggiore pericolosità sismica in Italia risultano molto meno pericolose rispetto ad aree del Giappone o della California; per restare in un ambito europeo esistono aree in Islanda, Grecia e Turchia che hanno pericolosità sismica maggiore dell’Italia.

Pericolosità sismica per il territorio europeo con una probabilità di eccedenza del 50% in 50 anni (Progetto SHARE)

Pericolosità sismica per il territorio europeo con una probabilità di eccedenza del 50% in 50 anni (Progetto SHARE)

Cos’è la classificazione sismica dei comuni?

A partire dal terremoto del 1908 di Reggio Calabria e Messina si è proceduto a classificare come sismici i comuni in cui erano avvenuti terremoti molto forti. Fino al 1982 i comuni erano sismici oppure no, dopo quella data sono state introdotte 3 classi sismiche (oltre alle aree non classificate, il 63% dei comuni italiani).

Dal 2003 tutta l’Italia è classificata sismica secondo 4 diverse classi, dove la zona 1 è quella corrispondente ad una maggiore pericolosità sismica e la zona 4 è quella a più bassa pericolosità sismica.

Lo scopo della classificazione sismica è quello di definire una serie di strumenti amministrativi a seconda della classe; per esempio i progetti per nuovi edifici in zona 1 e zona 2 sono soggetti a verifica ed approvazione preventiva, mentre in zona 3 e 4 vengono verificati solo a campione.

Fino all’introduzione delle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC08) entrate in vigore definitivamente nel 2009, le diverse classi sismiche definivano anche l’azione sismica da considerare nella progettazione.

Chi decide la classificazione sismica?

Il Decreto Legislativo 112 del 1998 stabilisce che il compito di aggiornare l’assegnazione dei comuni alle zone sismiche spetta alle singole Regioni. Lo Stato ha il compito di definire dei criteri generali per l’individuazione delle classi, che ogni Regione applica sulla base delle proprie politiche di prevenzione e riduzione del rischio sismico: ogni singola amministrazione regionale decide il livello di sicurezza che vuole garantire ai propri cittadini.

Non esiste più un’unica classificazione sismica, ma, di fatto, esistono 20 diverse classificazioni.

L’INGV ha un ruolo nella riclassificazione sismica?

No. Per quanto appena esposto, l’INGV non ha alcun ruolo nella ridefinizione della classificazione sismica di una Regione, non può autonomamente proporre né suggerire modifiche alle zone sismiche, nel rispetto del proprio ruolo istituzionale.

L’utilizzo dei dati di pericolosità sismica rilasciati da INGV nella normativa tecnica delle costruzioni (NTC08) o nella definizione delle zone sismiche, non significa che INGV sia autore o responsabile di tali applicazioni.

Qual è il ruolo di INGV?

INGV è un Ente di Ricerca che si occupa, tra le tante attività, anche di realizzare stime di pericolosità sismica, secondo metodologie di altissimo livello, pubblicate su riviste internazionali, universalmente riconosciute e condivise.

La stima della pericolosità sismica è un’elaborazione scientifica che riassume decenni di ricerche, esperienze e conoscenze. Pertanto una stima della pericolosità sismica viene aggiornata quando si rende disponibile un nuovo e consistente insieme di dati (ad esempio: dati di sismicità storica oppure nuove evidenze geologiche), modelli, codici tali che sia possibile ottenere un modello significativamente più attendibile di quello esistente. Non si aggiorna ogni volta che si verifica un terremoto.

Relativamente ai terremoti in Emilia del 2012, si ricorda quanto già espresso in altre circostanze, per esempio qui:

  • i terremoti avvenuti nel 2012 in Emilia sono compatibili con le assunzioni che stanno alla base del modello di pericolosità sismica di riferimento. In particolare, viene ipotizzata per questa area una magnitudo Mw massima pari a 6.2 e i valori di scuotimento registrati rientrano tra quelli previsti dal modello stesso;
  • tra modello di pericolosità sismica di riferimento (divenuto documento ufficiale dello Stato nel 2006) e normativa tecnica (aggiornata nel 2008 ma diventata obbligatoria solo alla fine del 2009), le Amministrazioni Pubbliche, centrali e periferiche, hanno gli strumenti per poter aggiornare e migliorare le rispettive politiche di riduzione del rischio sismico. Questo non è compito degli Enti di Ricerca.

Pericolosità sismica e sicurezza pubblica

Dopo ogni evento sismico importante in ambito scientifico si discute spesso se i modelli di pericolosità sismica siano adeguati soprattutto quando, come in Italia, da questi derivano le norme per le costruzioni in zona sismica. La discussione in ambito internazionale si concentra sulla validità dei modelli probabilistici rispetto a quelli deterministici.

Anche dopo il terremoto dell’Emilia del 2012  è stato proposto di modificare la modalità con cui si definiscono le regole costruttive antisismiche basate sulla mappa di pericolosita’ che fornisce i valori di accelerazione attesa con una probabilità di superamento del 10% in 50 anni.

In sintesi, è stato proposto di stabilire delle regole costruttive per difenderci dal cosiddetto massimo terremoto atteso o in inglese Maximum Credible Earthquake.

Questo concetto, all’apparenza molto ragionevole, nasconde insidie insormontabili.

Oltre alla difficoltà intrinseca nel definire quale possa essere il terremoto massimo che ci si può attendere in una determinata area, in un recente articolo apparso sulla rivista EOS dell’American Geopysical Union (vol. 94, n.27 del 2 luglio 2013), Warner Marzocchi spiega come tale scelta possa portare ad una riduzione dei rischi irrazionale e risulti quindi criticabile e non sostenibile. Inoltre, perseguire la difesa dal massimo evento atteso assegnerebbe ai sismologi dei compiti che non sono nelle loro competenze.
Nello stesso articolo, WM mostra come critiche analoghe possano essere associate ad ogni tipo di pericolo naturale, come ad esempio quello vulcanico, dove alcuni scienziati hanno proposto di pianificare le azioni di riduzione del rischio in base al concetto di massima eruzione attesa.

Una copia dell’articolo può essere scaricata qui: Seismic Hazard and Public safety

Terremoto in Lunigiana e pericolosità sismica

Come ogni volta che si verifica un forte terremoto in Italia, viene subito spontaneo confrontare le registrazioni strumentali con le accelerazioni previste dal modello di pericolosità sismica di riferimento per il territorio nazionale (MPS04). Tale modello descrive i valori di scuotimento del suolo attesi per diversi periodi di ritorno e per diverse ordinate spettrali. Per l’area della Garfagnana e Lunigiana i valori di accelerazione attesi su suolo roccioso con una probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni variano tra 0.17g e 0.25g.

Lunigiana-MPS04

Va però subito sottolineato come la mappa di pericolosità sismica sia un modello probabilistico, che fornisce le probabilità di scuotimento del terreno in una finestra temporale (solitamente 50 anni). Per questa ragione, la “bontà” della mappa di pericolosità non può essere valutata con le osservazioni di un singolo terremoto. In particolare, i valori di accelerazione forniti dalla mappa di pericolosità sismica hanno una probabilità del 10% di essere superati in 50 anni.

Viene fatto comunque questo confronto per il fatto che il modello di pericolosità sismica è la base per definirel’azione sismica di riferimento nelle Norme Tecniche delle Costruzioni emanate nel 2008 (NTC08) ed è quindi interessante capire se le registrazioni del terremoto del 21 giugno sono compatibili con il modello di riferimento per la normativa.

Sono stati considerati i valori di picco  dell’accelerazione (PGA) registrati dalle stazioni della RAN(Rete Accelerometrica Nazionale) e in particolare quelli della stazione più vicina all’epicentro del terremoto di magnitudo 5.2 delle ore 10.33 (UTC) del 21 giugno 2013. Si tratta della stazione diFivizzano (codice FVZ) distante circa 9 km dall’epicentro; la stazione è posta su un terreno classificato come E, secondo le categorie dell’Eurocodice 8 (EC8). Il tipo di suolo su cui poggia la stazione è importante, in quanto i diversi tipi di suolo rispondono in misura maggiore o minore al terremoto. I valori registrati dalle due componenti orizzontali (NS e EW) di FVZ sono rispettivamente di 0.23g e 0.14g (g è l’accelerazione di gravità).

Il confronto viene fatto con il nodo della griglia di calcolo della mappa di pericolosità sismica più vicino alla stazione (i valori sono disponibili attraverso l’applicazione interattiva: http://esse1-gis.mi.ingv.it/). Per ogni nodo della griglia sono disponibili i valori di accelerazione orizzontale per diverse frequenze annuali di eccedenza (in inglese Annual Frequency of Exceedance o AFOE; disponibile da 0.0004 a 0.0333), cioè l’inverso del periodo di ritorno che pertanto corrisponde a periodi da 2475 a 30 anni, rispettivamente. L’insieme dei valori previsti costituisce quella che si chiama curva di pericolosità, una per ogni specifico sito (oltre 11000 nodi per tutta Italia). Tutti i valori del modello di pericolosità sismica sono stati calcolati per un suolo di tipo roccioso (suolo A secondo l’EC8); per poterli confrontare con le registrazioni della stazione Fivizzano (suolo E), tutti i valori sono stati convertiti utilizzando i coefficienti moltiplicativi previsti dalle NTC08 per il tipo di suolo E (in media si moltiplicano i valori per 1.6).

Fivizzano_HazardCurve

La figura mostra questo confronto. In blu la curva di pericolosità (con linea blu continua la stima di riferimento espressa dal 50mo percentile, in tratteggio le curve che esprimono l’incertezza della stima attraverso il 16mo e l’84mo percentile), mentre la linea rossa tratteggiata rappresenta il valore massimo registrato alla stazione di Fivizzano (0.23g). Le linee punteggiate viola evidenziano alcuni periodi di ritorno. Si evince come il valore di picco registrato durante la scossa di magnitudo 5.2 rientri ampiamente nell’intervallo delle accelerazioni attese dal modello di pericolosità sismica di riferimento per l’Italia, coincidendo con il valore previsto con un periodo di ritorno di circa 200 anni (AFOE = 0.005), ovvero con una frequenza maggiore rispetto a quella comunemente considerata per l’azione sismica di progetto per edifici ordinari (AFOE = 0.021, periodo di ritorno = 475 anni).

Centro di Pericolosità Sismica dell’INGV

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