Cos’è la pericolosità sismica a breve termine?
La pericolosità sismica a breve termine si riferisce alla stima della probabilità che si verifichi uno scuotimento sismico in un determinato intervallo temporale di giorni o settimane. A differenza della pericolosità a lungo termine, che è una valutazione statistica su periodi di decenni, la pericolosità a breve termine fornisce specificatamente la probabilità di accadimento di un evento sismico entro un arco temporale limitato, in una data area e con una certa magnitudo (in accordo con il modello di Gutenberg-Richter, tipicamente utilizzato in sismologia statistica per descrivere la distribuzione frequenza-magnitudo; si veda un esempio in Figura 1) . Generalmente, la stima a breve termine è fornita in relazione all’attività sismica in corso.
E’ importante sottolineare che, poiché il fenomeno sismico rientra nella categoria degli eventi estremi, i valori di probabilità stimati per la pericolosità a breve termine possono variare di alcuni ordini di grandezza, ma rimangono generalmente “piccoli” (<1% al giorno). In ogni caso, se correttamente interpretati, essi possono rivelarsi molto utili in termini operativi, ad esempio nel fornire informazioni relative agli eventi che potrebbero seguire un forte terremoto appena avvenuto.
Quando viene utilizzata?
La valutazione a breve termine può essere fornita su base giornaliera o settimanale. Per scopi operativi, essa viene generalmente utilizzata nei seguenti casi:
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Dopo un terremoto significativo, per valutare la possibilità di forti terremoti successivi;
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In presenza di sciami sismici o sequenze anomale;
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Come supporto alla gestione dell’emergenza da parte della Protezione Civile;
Su cosa si basa?
La pericolosità sismica a breve termine è fondata su:
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Monitoraggio in tempo reale della sismicità da parte delle reti INGV;
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Analisi delle sequenze sismiche in corso (magnitudo, localizzazione, evoluzione);
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Modelli probabilistici che stimano la probabilità di nuovi eventi.
In Italia, il principale strumento per la pericolosità sismica a breve termine è OEF-Italy (Operational Earthquake Forecasting), un sistema in fase di sviluppo presso INGV che fornisce stime probabilistiche in tempo reale. L’interfaccia grafica di questo sistema è data in Figura 2, mentre in Figura 3 viene illustrato un esempio di analisi delle sue capacità previsionali (forecasting skill), basato sul confronto tra dato simulato e dato osservato in una cella di interesse situata in Centro Italia.
Come viene comunicata?
L’INGV, attraverso il CPS e l’Osservatorio Nazionale Terremoti, può produrre valutazioni probabilistiche a breve termine che vengono condivise con:
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Il Dipartimento della Protezione Civile, per eventuali azioni operative;
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Le istituzioni locali, per supportare decisioni di sicurezza pubblica.
Cosa NON è
È importante chiarire che la pericolosità a breve termine:
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NON è una previsione deterministica del prossimo terremoto;
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NON indica con certezza quando e dove avverrà un sisma;
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è uno strumento probabilistico di supporto alla gestione della pericolosità, NON è una previsione assoluta.
Un esempio pratico
Dopo il terremoto dell’Aquila del 2009, o la sequenza sismica del Centro Italia del 2016-2017, sono stati condotti studi e valutazioni della pericolosità a breve termine, utili per orientare la gestione dell’emergenza, la comunicazione con la popolazione e la pianificazione delle attività di soccorso.
Figura 2. Interfaccia grafica del sistema Operational Earthquake Forecast (OEF) - Italia, per la previsione probabilistica di terremoti nel breve termine: esempio per una piccola area rettangolare selezionata in Centro Italia (box nero nella mappa). A sinistra: Leaflet Map della probabilità settimanale dell’area, selezionabile per le soglie MMI 6+, 7+ 8+, e per le ML 4+ e 5.5+. A destra:in basso, evoluzione temporale della probabilità (timeline); in alto, 2 boxes che mostrano la probabilità dell’ultimo run del sistema, e la probabilità calcolata alla data puntata dal cursore lungo la timeline.
Figura 1 Esempio di rappresentazione grafica della legge Gutenberg-Richter per la frequenza-magnitudo degli eventi sismici: i puntini viola ed i cerchi blu rappresentano rispettivamente la distribuzione incrementale e quella cumulativa.
Figura 3 Esempio di analisi di confronto tra dato simulato e dato osservato all’interno di una cella situata in Centro Italia (10 km x 10km) in cui il sistema OEF ha rilasciato una previsione settimanale. A sinistra: istogramma (barre blu) e distribuzione cumulativa (CDF, funzione a gradini in viola) del numero di bin temporali OEF con almeno un evento target, tra 10,000 simulazioni; le linee verticali tratteggiata e puntinata rappresentano rispettivamente il totale delle probabilità della cella OEF in esame, ed il numero di bin temporali in cui è stato osservato almeno un evento target. A destra: trend temporale del numero di osservazioni positive tra le 10,000 simulazioni (in celeste), ed il 99o percentile (linea orizzontale nera tratteggiata)