T5 Sorveglianza Sismica e operativita’ post-terremoto

Descizione della LDA

Questa Linea di Attività comprende gli sviluppi scientifici di due tematiche molto importanti per l’Ingv: quella della sorveglianza sismica e dell’emergenza, che sono evidentemente legate tra loro e in forte connessione con altre LdA, in particolare la T3 e la T4. Per il triennio 2015-2017 gli obiettivi scientifici su cui si focalizzeranno le attività sono quattro, nell’ottica di migliorare costantemente la comprensione in tempi rapidi del fenomeno sismico, sia durante l’ordinaria attività che in caso di emergenze.

Obiettivo 1 - Gruppi operativi INGV in emergenza sismica: definizione delle procedure di intervento in caso di terremoto; Esercitazione per l'emergenza sismica

Dopo un terremoto di particolare rilevanza (generalmente per magnitudo uguale o superiore a 5) o in caso di sequenze sismiche prolungate, l’INGV si è sempre attivato mettendo in campo squadre di persone e mezzi che da un lato hanno acquisito dati utili per arricchire le conoscenze sui processi sismogenetici, dall’altro hanno fornito un supporto, anche in loco, alle attività di informazione alla popolazione. L'INGV è sempre stato il punto di raccolta di dati e di informazioni, nonché il punto di riferimento per gli altri enti di ricerca o Università italiani e stranieri, rivestendo il ruolo di centro di competenza per il sistema di Protezione Civile. Queste attività rientrano e sono finanziate in gran parte nell’ambito della convenzione INGV- DPC.
Per il triennio l’attività da svolgere si baserà sulla formalizzazione dei protocolli di tutti i gruppi INGV che lavorano in emergenza, secondo delle linee guida che verranno stabilite durante il primo anno; si terminerà il protocollo di ente, da applicare in caso di emergenza sismica. Infine, si ritiene funzionale organizzare esercitazioni annuali su questa tematica diversificandole in funzione di vari scenari.
Nel 2015 saranno formalizzati i protocolli di intervento di un primo set di gruppi operativi, secondo criteri e linee guida identificati in precedenza, che li renderanno coordinati e sinergici tra loro e con il resto delle attività previste durante un’emergenza sismica. I primi gruppi a essere formalizzati saranno quelli che si occupano principalmente dell'installazione di strumentazione sismica, degli studi degli effetti del terremoto in area epicentrale e degli interventi di informazione alla popolazione durante una crisi. In collaborazione con il personale già coinvolto, verrà elaborata una prima stesura di protocollo di ente di intervento per la gestione delle emergenze sismiche. Questo avrà diverse finalità, tra cui quella di: a) migliorare la capacità di risposta logistica dell’Istituto durante l’emergenza; b) avere una migliore conoscenza del fenomeno in corso; c) realizzare una più chiara ed efficace comunicazione verso gli organi di Protezione civile, i media e il pubblico. Il banco di prova sarà l’organizzazione di un’esercitazione nazionale di emergenza sismica, ristretta al personale INGV, da svolgersi nel secondo semestre 2015. durante la quale saranno verificate le procedure descritte dai gruppi di emergenza partendo dalle informazioni provenienti dalla Sala Sismica e, quindi, sarà verificato il flusso previsto nel protocollo generale. Accanto a queste azioni mirate alla verifica di fattibilità e alla messa a punto della catena di comando descritta nei protocolli, l’esercitazione mirerà anche a migliorare la capacità di reazione/azione, in un clima emergenziale, del personale coinvolto nell’attuazione dei protocolli.

Obiettivo 2 - Monitoraggio degli tsunami a scala globale e sorveglianza nel Mediterraneo - il Centro Allerta Tsunami (CAT)
 
 Le attività di monitoraggio globale degli tsunami sono state coordinate dall’IOC (Intergovernmental Oceanographic Commission) dell’Unesco, che ha spinto verso la creazione del NEAMTWS (North-East Atlantic and Mediterranean Tsunami Warning System). Nel 2013, il DPC e la delegazione italiana all’UNESCO hanno attribuito all’INGV la responsabilità del Centro di Allerta Tsunami nazionale (CAT-INGV) e dello Tsunami Service Provider (TSP) per il Mediterraneo. Dall’1 ottobre 2014 l’INGV effettua, in modalità pre-operativa, il monitoraggio sismico del Mediterraneo con l’obiettivo di identificare in tempo reale la potenziale insorgenza di tsunami causati da terremoti. L’attività di sorveglianza prevede il monitoraggio H24 dei terremoti di M>5.5 a scala globale, per i quali vengono determinati in pochi minuti i parametri ipocentrali e la magnitudo. Per i terremoti nella regione di competenza (da Gibilterra al Mare di Marmara), vengono inviati i messaggi di allerta al DPC, all’ERCC, alle agenzie e ai paesi che hanno sottoscritto i servizi del CAT (Grecia, Turchia, Francia e Portogallo, Libano, Israele, Egitto, Germania). IVengono inoltre analizzati in tempo reale i dati della rete mareografica nazionale ISPRA e - tramite accordi con altri paesi - i dati delle reti del Mediterraneo, per la conferma o la cancellazione dell’allerta. Le attività sono state definite nell’ambito di un gruppo inter-istituzionale nominato dal capo del DPC e formato da rappresentanti di INGV, ISPRA e DPC.
Nel triennio si andrà gradualmente verso la piena operatività del CAT, che incorporerà anche i risultati delle stime di pericolosità (PTHA) per la costruzione degli scenari (sviluppate in T3) e quelli relativi alla modellazione della sorgente estesa (sviluppate in T2). Proseguirà la collaborazione con ISPRA per i dati mareografici; a livello euro-mediterraneo continuerà l’attività in ambito NEAMTWS in cui l’INGV coordina il Working Group 2 (dati geofisici) e il Task Team sulle Operazioni (interoperabilità tra i centri). Nel triennio si punterà a: i) irrobustire l’infrastruttura di rete e di ricezione dei dati; ii) perfezionare il software sviluppato fin'ora per l’analisi dei dati in tempo reale, per una maggiore efficacia, rapidità e accuratezza; iii) sostituire la matrice decisionale NEAM con scenari di propagazione dello tsunami per la definizione dell’allerta; iv) sviluppare le analisi di stima rapida dei parametri di terremoti a scala globale.
Nel 2015 proseguirà l’attività progettuale a livello nazionale (All. B2 dell’AQ DPC-INGV; Progetto RITMARE del CNR), sia a livello internazionale nell’ambito di diversi progetti europei (ASTARTE, NOFEAR, STREST, MARSITE, VERCE). Si predisporrà una nuova versione del protocollo di intervento per turnisti e responsabili del CAT, anche nell’ambito di un nuovo gruppo inter-istituzionale INGV/ISPRA/DPC. Verranno effettuati dei corsi di formazione per il personale che presterà servizio al CAT e saranno analizzate le performance del sistema durante il monitoraggio globale effettuato sin ora.

Obiettivo 3 - Definizione rapida dei parametri e dell'impatto dei forti terremoti

La vasta quantità di dati e prodotti che vengono rapidamente calcolati e condivisi quando avviene un terremoto di magnitudo rilevante, dimostra la vitalità di quest’obiettivo, come dimostrano i risultati ottenuti per la sequenza sismica dell’Emilia nel 2012 (volume speciale n. 55 di Annals of Geophysics, 2012). Tipicamente, quando si ha un terremoto di M>5 vengono calcolati i parametri di sorgente con metodi diversi (sia in automatico che off-line), , si producono mappe di scuotimento e degli effetti prodotti dal terremoto. Ciò si deve al forte incremento tecnologico degli ultimi 10 anni, delle reti sismologiche e geodetiche, e allla disponibilità del dato (v. EIDA, http://eida.rm.ingv.it), reso fruibile a tutti in breve tempo.
Nel triennio verranno sviluppati nuovi strumenti finalizzati a una migliore e più rapida definizione del processo sismogenetico. Tra queste, alcune tecniche semi-automatiche di calcolo dei parametri di sorgente, soprattutto per terremoti di magnitudo elevata (M>6) per l’intera area mediterranea d'intesa con l'Obiettivo 2. Un altro obiettivo è quello di studiare le differenze tra magnitudo calcolate con metodi e dati diversi, per trovare relazioni che valgano sia a scala locale che regionale.Verrà realizzato l'upgrade del portale accelerometrico ISMD (INGV Strong Motion Data, http://ismd.mi.ingv.it), per garantire la divulgazione rapida dei dati accelerometrici della RSN puntando a un vero e proprio servizio real-time, in grado di fornire in pochi minuti dati di scuotimento e forme d'onda per ogni evento di M>=3 con epicentro sul territorio italiano, oltre che l'analisi automatica di qualità del segnale per ogni stazione accelerometrica. Verrà aggiornato il sistema di calcolo delle Shake Maps, individuando e usando le migliori GMPE fra quelle esistenti così da migliorarne l’accuratezza.
Nel 2015 verranno aggiornate alcune procedure per il calcolo dei parametri di sorgente, i servizi del portale accelerometrico e le Shake Map.  - Progetti: EPOS-IP, EUDAT, EUDAT2020, VERCE

Obiettivo 4 - Early Warning sismico. Fattibilità a scala nazionale e locale

La mitigazione del rischio è sempre di più basata su prodotti e servizi che consentano di avere nel minor tempo possibile il maggior numero di informazioni utili. In ambito sismologico dotarsi di un sistema di Early Warning (EWS) in grado di sfruttare un lead-time - differenza tra tempo di arrivo delle onde sismiche S e tempo a cui viene lanciato l’allarme - di pochi secondi è importante in ambiti potenzialmente critici (es. impianti industriali, linee ferroviarie, gasdotti, impianti di stoccaggio, scuole, interventi chirurgici, ecc.). Attualmente, diverse piattaforme finalizzate all’Earthquake Early Warning (EEW) sono in fase di test in molte reti simiche. Alcuni esempi sono, l’ElarmS , attualmente in uso al CISN (California Integrated Seismic Network), il Virtual Seismologist , integrato nel sistema di acquisizione Seiscomp3, e PRESTo (PRobabilistic and Evolutionary early warning SysTem, ), operativo all’ISNet (Irpinia Seismic Network).
I software elencati utilizzano moderni algoritmi per la localizzazione e il calcolo della magnitudo sfruttando i primi secondi di fase P, tramite la lettura di parametri desunti da streaming di dati acquisiti in tempo reale. Un recente test effettuato utilizzando il sistema PRESTo per simulare l’accadimento del terremoto dell’Irpinia del 1980 (Mw 6.9) ha stabilito per i comuni compresi in un raggio tra 20 e 56 km intorno all’epicentro (nella c.d. Early Warning zone) un lead-time massimo di circa 18 secondi, un tempo utile per ridurre alcuni possibili fattori di rischio.
Per l’INGV un passo da affrontare nel 2015 in vista di una possibile implementazione di un EEW a scala nazionale (da prevedere nell’ambito del triennio 2015-2017), è la selezione di porzioni di RSN in corrispondenza delle quali prevedere opportuni adeguamenti tecnologici (es. ridurre ulteriormente la latenza di trasmissione dati, oggi compresa in media tra 4 e 5 secondi). Si intende calibrare per le aree selezionate opportuni coefficienti empirici (es. di attenuazione, di correlazione tra picco in spostamento e magnitudo, ecc.) da introdurre nei differenti algoritmi di calcolo, in modo tale da poterne confrontare le performance in ottica di fast response parameters. A questo proposito si qualificano, ad esempio, le stazioni ubicate nella zona Umbria-Marche per il monitoraggio della faglia dell’Alta val Tiberina (progetto TABOO), oltre che le stazioni accelerometriche del nord-Italia installate in aree prealpine e di pianura.



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