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Detektionsschwelle, seismische

Räumliche Verteilung der Detektionsschwelle (ML, rechter Balken)) in NRW für ein fiktives Messnetz aus Stationen mit unterschiedlicher Noisebelastung (I95- Wert an der Station). Quelle: DMT.

Die seismische Detektionsschwelle gibt an, ab welcher Stärke, in der Regel definiert durch die Lokalmagnitude ML nach Richter oder die Momenten-Magnitude MW Erderschütterungen durch eine seismische Messstation oder ein seismisches Messnetz an einem betimmten Ort (Aufpunkt, Messpunkt, Einwirkugspunkt) mit Sicherheit erkannt werden. Ein verwandter Begriff ist die Vollständigkeitsmagnitude (completenes magnitude, Mc). Die Vollständigkeitsmagnitude ist die niedrigste Detektionsschwelle in einem vorgegebenen Gebiet. Detektiosnschwelle bezieht sich also auf einen bestimmten Ort, Vollständigksietmagnitude auf ein Gebiet.

Die Detektionsschelle an einem bestimmten Aufpunkt wird durch die Lage dieses Punktes zum Messnetz bestimmt. Die Detektionsschwelle ist grundsätzlich zeitabhängig, in der Regel nachts niedriger als tagsüber, jedoch wird hier die höhere Detektionsschwelle meist als 'Detektionsschwelle' angesprochen. Streng genommen ist die Detektionsschwelle auch von der Herdtiefe der Ereigniss abhängig, hier wird dann von Durchschnittswerten ausgegangen. Da die Detektionsschwell an einer seismischen Station singulär wäre (also schon kleinste Erschütterungen durch diese Station registriert würden) definiert man die Detektionsschwelle in der Praxis meist so, dass das Ereisgnis mindestens von 3 Stationen sicher registriert werden muss. 3 Stationen erlauben dann auch eine Lokalisierug und davon abhängig eine Magnitudenbestimmung.

Die Detektionsschwelle wird neben der Lokation und Empfindlichkeit der Messgeräte insbesondere durch die Bodenunruhe (seismisches Rauschen) an den Aufstellungsorten der Stationen des Messnetzes bestimmt. Öffentliche Messnetze und staatliche Erdbebendienste haben selten und meist nur sehr lokal eine Detektionsschwelle unterhalb ML = 2,0. Aufgrund der Geometrie des Messnetzes und anderer Einflüsse ist die Detektionsschwelle also ortsabhängig, an jedem Ort eines Betrachtungsgebiets unterschiedlich. Sie kann als Karte dargestellt werden.

Die Detektionsschwelle kann auch eine qualifizierte Detektionsschwelle sein, also unterstellen, dass ein Ereignis nicht nur erkannt (detektiert) sondern auch ausgewertet werden soll, beispielsweise zur Lokalisierung oder Magnitudenbestimmung. Hier wird dann zusätzlich unterstellt, dass ein vorgegebener Signal-Noise Abstand (signal noise ratio, SNR) erreicht werden muss. Üblich ist hier SNR = 3. Mann kann dann auch (auf ein definiertes Gebiet bezogenen)  z.B. von der Lokalisierungsvollständigkeit sprechen.

Bedeutung in der Geothermie

Örtliche Netze haben selten eine Detektionsschwelle kleiner 2. Spezielle Netze, beispielsweise zum Monitoring einer Geothermieanlage erreichen Detektionsschwellen unterhalb ML= 1,0, dabei werden Messnetze und Messgeräte durch die Richtline GTV 1101 vorgegeben.  Für die Forschungsmessnetze an den Geothermiestandorten Landau/ Insheim wurden  Vollstandigkeitsmagnituden ML < 0,2 angegeben. Die Lokalisierungsvollständigkeit liegt dort bei etwa ML = 0,4.

zuletzt bearbeitet Februar 2020