PAGER-Modell & Schadensbewertung

Humanitäre Auswirkungen, GMPE-Dämpfung & USGS PAGER

Wissenschaftlicher Rahmen zur Analyse seismischer Folgen: GMPE-Intensitätsdämpfung, Erschütterungsradien MMI V–VIII, Verletzlichkeitsklassen von Gebäuden und Opferschätzung.

1. Dämpfungsmodelle der Bodenbewegung (GMPE)

Berechnung der instrumentellen MMI-Erschütterungsintensität in Abhängigkeit von Magnitude und Herdtiefe

Dämpfung der Bodenbewegung & maximale Bodenbeschleunigung (PGA)

Gleichungen zur Vorhersage der Bodenbewegung modellieren die logarithmische Abnahme der kinetischen seismischen Energie, während sich Raum- und Oberflächenwellen durch die heterogene Lithosphäre ausbreiten. Daraus ergibt sich die erwartete lokale Erschütterungsstärke auf der modifizierten Mercalli-Skala (MMI) anhand von Hypozentralentfernung, Herdtiefe und Bruchmagnitude.

MMI V

MMI V — Mäßige Erschütterung

Von fast allen verspürt; Schlafende wachen auf. Hängende Gegenstände pendeln. Vernachlässigbare Gebäudeschäden.

PGA ~ 3.9–9.2 %g

MMI VI

MMI VI — Starke Erschütterung

Von allen verspürt; viele erschrecken und laufen ins Freie. Leichte Putzrisse und umgestürzte Möbel.

PGA ~ 9.2–18 %g

MMI VII

MMI VII — Sehr starke Erschütterung

Erhebliche Schäden an schlecht gebauten oder unbewehrten Gebäuden; leichte bis mäßige Schäden an gut konstruierten Gebäuden.

PGA ~ 18–34 %g

MMI VIII

MMI VIII — Zerstörerische Erschütterung

Schwere Schäden und teilweiser Einsturz gewöhnlicher Gebäude; schweres Mauerwerk, Schornsteine und Türme versagen.

PGA ~ 34–65 %g

2. Globale Bevölkerungsdichte auf dem Uber-H3-Raster (Auflösung 4)

Aggregation der Einwohnerzahlen und Kartierung der baulichen Verletzlichkeit

Geringe Verletzlichkeit

Moderner erdbebensicherer Stahlbeton oder basisisolierte Tragwerke (Japan, Chile, US-Westküste, modernes Neuseeland).

Resistant Modern Building Code

Mittlere Verletzlichkeit

Gemischte städtische Bauweise: Stahlbetonrahmen mit ausgefachten Mauerwerkswänden, Ziegelwohnbauten mittleren Alters.

Semi-Reinforced Mixed Masonry

Hohe Verletzlichkeit

Unbewehrtes Ziegel-, Lehmziegel- oder Natursteinmauerwerk ohne seismische Ringanker (erhöhtes Einsturzrisiko).

Unreinforced Adobe / Heavy Masonry

3. Probabilistische Schätzung von Todesopfern & Verletzten

An PAGER angelehntes Modell zur probabilistischen Schätzung der Opfer bei schadensreichen Beben

Empirische Verletzlichkeit & Integration der Bevölkerungsexposition

Durch die Kombination der vorhergesagten Intensität des Bodenbewegungsfeldes (MMI V bis VIII+) mit hochaufgelöster Wohndichte auf dem Uber-H3-Raster und regionalen Verletzlichkeitsprofilen der Gebäude berechnet das System probabilistische Opferverteilungen, abgestimmt auf historische Beobachtungen humanitärer Auswirkungen.

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