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Partners and Members of Shakemap working group

ShakeMap fed by macroseismic data in France: feedbacks and contribution for improving SHA

The USGS ShakeMap software V3.5 allows including intensity as input in association with instrumental data. We have been collecting citizen testimonies for 17 years in France, a region of mo-derate seismicity for the Mainland part and in a subduction context for the West Indies part. We collect frequently several thousands testimonies after Mw>≈4.5. Thanks to the selection of “in-tensity characteristic thumbnails”, we can provide in real time a single questionnary intensity (SQI) averaged at the city scale for a preliminary EMS98 intensity. We observed that about 65% of these “thumbnails SQI” are identical to the “final expert SQI” and the remaining part is shifted by only an intensity degree. With about 36000 cities (1 per 14 square km), we are able to sample in details the territory when the about 400 seismic stations give irreplaceable precise ground motion parameters but very local and most of the times at a farther epicentral distance. Since 2012, we contribute as intensity provider for ShakeMap in Pyrenees range (www.SisPyr.eu). Since spring 2016, we run the ShakeMap V3.5 in a “beta version” for the whole territory of France with several adaptations for region with moderate size events. The BCSF provides Intensities (www.franceseisme.fr), RESIF the instrumental data (www.resif.fr) with the West Indies observato-ries (OVSG-OVSM) and few stations of bordering countries. Feedbacks are: a huge improvement at any distance by including intensities, need to use regional attenuation law, detection of im-portant ML overestimation in few regions, strong dependence to the epicenter localization, recent published GMICE well adapted, difficulty to represent non circular isoseismals. What we learn from ShakeMap is also a valuable contribution for hazard assessment. We aim to continuously improve the results for a state reference ShakeMap through a specific “ShakeMap trans-verse action” and its working group in the frame of RESIF.

Antoine Schlupp, [email protected]

- Huge improvement by including intensities especially at short distance. - Magnitude correction (Bias value) to fit the data. - Rapid and regular upgrade of the shakemap (take advantage of the increase of testimonies)- Integration of site effects- Validation of recent GMICE from Caprio et al. 2015 (but not yet for I>VI)- Good consistency between macroseismic observation (floor correction) and instrumental observation - Rapid feedback on consistency between instrumental and macroseismic data (depth, epicenter, magnitude)

- Highly dependent on epicenter location and depth (not corrected)- Highly dependent on «shape» of attenuation law (not corrected). - Highly dependent on site effects for the bias. - Smooth the observations and reduce the «directivity» of the ground shaking- Does not fit to the real shaking, the «average» model seems to have the priority

- Working group «shakemap» - Use separate attenuation law for small and large events. - Integration of source dimension (fault)- Include regional attenuation law (important for France with high variation between West part (Armorica) and East part (Alps)- Improve site effect input parameters (today use of slope as proxy for site effect)- Follow USGS python upgraded version- Define the «best» shakemap associated to an event. New information for improving SHA?

Mai

nlan

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ance

Fren

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est I

ndie

s

Next+

EOST École et Observatoire des Sciences de la Terre, Institut de Physique du Globe de Strasbourg, UMR7516, Strasbourg Cedex, France; BCSF Bureau Central Sismologique Francais, Strasbourg, France

- Colour scale / intensity (BCSF scale, red for I=VI)- Size of circle or triangle is reduced if data not used by «shakemap».- Add of attenuation laws for France- Details in design

Changes applied to the «shakemap» program

NANTES

BORDEAUX

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerault

Périgueux

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer

0 km 50.

Estimation régionale de la secousse (à partir des données macrosismiques et instrumentales)

Séisme du 28/04/2016 08h47 (heure locale)

28/04/2016 06:46:53 GMT M 5.0 46.05°N 1.12°W Prof.: 10.0km [source BCSF]

Date de mise à jour : 20/10/2016 13:05:33 GMT basé sur ShakeMap®, USGS

Perception humaine

Dégâts potentiels

bâtiments peu

vulnérables

Dégâts potentiels

bâtiments

vulnérables

Intensités EMS98

aucune très faible faible modérée forte brutale très brutale sévère violente extrême

aucun aucun aucun aucun aucun aucun très légers modéréseffondrements

partiels

nombreux

effondrements

aucun aucun aucun aucun très légers modérés

quelques

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

effondrements

généralisés

I II III IV V VI VII VIII IX X+

Contribue au

calcul

Ne contribue

pas au calculType d'observation

Intensité d'après données macrosismiques (témoignages internet)

Intensité issue d'une conversion à partir du PGA / PGV (donnée instrumentale)

Conversion PGA, PGV / intensité basée sur Caprio et al. (2015)

˚0˚1-˚2-˚3-

45˚

45.5˚

46˚

46.5˚

47˚NANTES

BORDEAUX

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerault

Périgueux

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer

Intensité macrosismique


28/04/2016 06:46:53 GMT ML 5.0 46.05°N 1.12°W Prof.: 10.0km [source BCSF]


PGV (cm/s)

PGA (%g)

Perception humaine

Dégâts potentiels

bâtiments peu

vulnérables

Dégâts potentiels

bâtiments

vulnérables

Intensités EMS98

<0.007 0.03 0.1 0.5 2.3 5.5 13 31 73 >174

<0.02 0.07 0.3 1.1 4.7 8.6 16 29 52 >96



partiels

nombreux

effondrements


quelques

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

effondrements

généralisés


Echelle basée sur Caprio et al. (2015)

-3˚ -2˚ -1˚ 0˚

45˚

45.5˚

46˚

46.5˚

47˚

0 50

km

Poster S11B-2445

Web intensities(rapid but preliminary)

Final intensities (enquiry)EMS98 reviewed

≠

≠

≠

Impact of location and depth uncertainties

0 km 50.



18/10/2016 22:08:13 GMT M 5.5 15.21°N 61.36°W Prof.: 153.2km [source OVSG]


Perception humaine

Dégâts potentiels

bâtiments peu

vulnérables

Dégâts potentiels

bâtiments

vulnérables

Intensités EMS98



partiels

nombreux

effondrements


quelques

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

effondrements

généralisés


Contribue au

calcul

Ne contribue





˚06-˚16-˚26-

14.5˚

15˚

15.5˚

16˚

16.5˚

PSA map (1.0s - 3.0s - 0.3s)

0.2

0.2

0.2

0.2

0.2

0.4

0.4

0.6

0.8

11.2

NANTES

BORDEAUX

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerault

Périgueux

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer

Pseudo-accélération spectrale à 1.0 sec. (PSA 1.0s en %g)




Contribue au

calcul

Ne contribue


PSA 1.0s d'après donnée instrumentale (station sismologique)

PSA 1.0s issue d'une conversion à partir de l'intensité (donnée macrosismique)

Conversion intensité / PSA 1.0s basée sur Atkinson et Kaka (2007)

˚0˚1-˚2-˚3-

45˚

45.5˚

46˚

46.5˚

47˚

0.07

0.07

0.0

7

0.07

0.07

0.0

7

0.07

0.07

0.070.14

0.1

4

0.21

0.21

0.2

8

0.350.42

NANTES

BORDEAUX

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerault

Périgueux

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer





Contribue au

calcul

Ne contribue





˚0˚1-˚2-˚3-

45˚

45.5˚

46˚

46.5˚

47˚

0.75

0.75

0.7

5

0.75

1.51.5

2.2

5

2.2

5

3

3.754.5

NANTES

BORDEAUX

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerault

Périgueux

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer





Contribue au

calcul

Ne contribue





˚0˚1-˚2-˚3-

45˚

45.5˚

46˚

46.5˚

47˚

PGV map

0.25

0.250.2

5

0.2

5

0.2

5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.75

0.75

1

1.25

1.5

NANTES

BORDEAUX

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerault

Périgueux

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer

0 km 50.

Vitesse maximale du sol (PGV en cm/s)




Contribue au

calcul

Ne contribue


PGV d'après donnée instrumentale (station sismologique)

PGV issue d'une conversion à partir de l'intensité (donnée macrosismique)

Conversion intensité / PGV basée sur Caprio et al. (2015)

˚0˚1-˚2-˚3-

45˚

45.5˚

46˚

46.5˚

47˚

0.7

0.7

0.7

1.42.1

2.8

3.5

NANTES

BORDEAUX

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerault

Périgueux

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer

0 km 50.

Accélération maximale du sol (PGA en %g)




Contribue au

calcul

Ne contribue


PGA d'après donnée instrumentale (station sismologique)

PGA issue d'une conversion à partir de l'intensité (donnée macrosismique)

Conversion intensité / PGA basée sur Caprio et al. (2015)

˚0˚1-˚2-˚3-

45˚

45.5˚

46˚

46.5˚

47˚

PGA map

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerault

Rochefort

Libourne

Challans

Pornic

0 km 50

.

Carte de la secousse du 28/04/2016 - M5.0

Date de mise à jour : 20/10/2016 13:05:33 GMTwww.franceseisme.fr

basé sur ShakeMap®, USGS

SECOUSSE: FAIBLE FORTE SEVERE

Media map

Shakemaps for France (Mainland and West Indies): What can we get at www.franceseisme.fr ?

NANTES

BORDEAUX

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerault

Périgueux

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer

0 km 50.





Perception humaine

Dégâts potentiels

bâtiments peu

vulnérables

Dégâts potentiels

bâtiments

vulnérables

Intensités EMS98



partiels

nombreux

effondrements


quelques

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

effondrements

généralisés


Contribue au

calcul

Ne contribue





˚0˚1-˚2-˚3-

45˚

45.5˚

46˚

46.5˚

47˚

Intensity map

Station-list (for shakemap processing)

BCSF kriging interpolationBCSF kriging interpolation

Scale as Shakemap Scale as Shakemap

Each polygon = a city

Each polygon = a city

West Indies thumbnails for testimonies

SQI after testimonies

SQI after testimonies

Thumbnails for testimonies (since 2000)

Event information from IPGP (OVSG/OVSM)

(Event parameters from CEA/LDG)

36.000 cities with 68 Millions citizens => Mw=3.9 ≈ 2300 testimonies (927 after 2 hours) ≈200 stations(soon up to 400)

66 cities with ≈0.8 Million citizens example: Mw=5.5, distance>160 km => 235 testimonies

2016-04-28 Mw=3.9: Dmin- station = 50km

Macroseismic data

Macroseismic data

Instrumental data

Instrumental data

NANTES

BORDEAUX

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Chât

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer


Séisme 19km S La Rochelle

28/04/2016 06:46:53 GMT ML-LDG 5.2 46.00°N 1.24°W Prof.: 12.0km

Date de création : 02/05/2016 10:11:56 MEST basé sur ShakeMap®, USGS

PGV (cm/s)

PGA (%g)

Perception humaine

Dégâts potentiels

bâtiments peu

vulnérables

Dégâts potentiels

bâtiments

vulnérables

Intensités EMS98

<0.007 0.03 0.1 0.5 2.3 5.5 13 31 73 >174

<0.02 0.07 0.3 1.1 4.7 8.6 16 29 52 >96



partiels

nombreux

effondrements


quelques

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

effondrements

généralisés



-3� -2� -1� 0�

45�

45.5�

46�

46.5�

47�

0 50

km

NANTES

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerau

Périgue

Saint-Médard-en-Jalles

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer


Séisme 16km SE La Rochelle



PGV (cm/s)

PGA (%g)

Perception humaine

Dégâts potentiels

bâtiments peu

vulnérables

Dégâts potentiels

bâtiments

vulnérables

Intensités EMS98

<0.007 0.03 0.1 0.5 2.3 5.5 13 31 73 >174

<0.02 0.07 0.3 1.1 4.7 8.6 16 29 52 >96



partiels

nombreux

effondrements


quelques

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

effondrements

généralisés



-2� -1� 0� 1�

45�

45.5�

46�

46.5�

47�

0 50

km

NANTES

Poitiers

La Rochelle

Niort

Cholet

Angoulême

Châtellerau

Périgue

Saint-Médard-en-Jalles

Saumur

Rochefort

Challans

Olonne-sur-Mer


Séisme 16km SE La Rochelle



PGV (cm/s)

PGA (%g)

Perception humaine

Dégâts potentiels

bâtiments peu

vulnérables

Dégâts potentiels

bâtiments

vulnérables

Intensités EMS98

<0.007 0.03 0.1 0.5 2.3 5.5 13 31 73 >174

<0.02 0.07 0.3 1.1 4.7 8.6 16 29 52 >96



partiels

nombreux

effondrements


quelques

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

partiels

nombreux

effondrements

effondrements

généralisés



-2� -1� 0� 1�

45�

45.5�

46�

46.5�

47�

0 50

km

Chan

ge o

f epi

cent

er ≈

25

km

Chan

ge o

f dep

th: f

rom

2 k

m to

12

km +

+

=>

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