Timing of major earthquakes

İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

Justin Bois

Lecturer, Caltech

Models for earthquake timing

  • Exponential: Earthquakes happen like a Poisson process

  • Gaussian: Earthquakes happen with a well-defined period
İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

Stable continental region earthquakes

1 Data source: USGS Earthquake Catalog for Stable Continental Regions
İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

The Nankai Trough

İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

Earthquakes in the Nankai Trough

Date Magnitude
684-11-24 8.4
887-08-22 8.6
1099-02-16 8.0
1361-07-26 8.4
1498-09-11 8.6
1605-02-03 7.9
1707-10-18 8.6
1854-12-23 8.4
1946-12-24 8.1
İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

ECDF of time between Nankai quakes

İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

Formal ECDFs

ECDF(x) = fraction of data points $\le$ x

İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

Formal ECDFs

İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

Formal ECDFs

İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları
# time_gap is an array of interearthquake times
_ = plt.plot(*dcst.ecdf(time_gap, formal=True))
_ = plt.xlabel('time between quakes (yr)')
_ = plt.ylabel('ECDF')

İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları
# Compute the mean time gap
mean_time_gap = np.mean(time_gap)

# Standard deviation of the time gap
std_time_gap = np.std(time_gap)
# Generate theoretical Exponential distribution of timings
time_gap_exp = np.random.exponential(mean_time_gap, size=100000)

# Generate theoretical Normal distribution of timings
time_gap_norm = np.random.normal(
  mean_time_gap, std_time_gap, size=100000
)
# Plot theoretical CDFs
_ = plt.plot(*dcst.ecdf(time_gap_exp))
_ = plt.plot(*dcst.ecdf(time_gap_norm))
İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

Model for Nankai Trough

İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

Let's practice!

İstatistiksel Düşünmede Vaka Çalışmaları

Preparing Video For Download...