Землетрясения на всем протяжении истории приводят к большим, а иногда и колоссальным человеческим и экономическим потерям. Так, в зонах сильных разрушений количество жертв, как правило, составляет 1-20%, а раненых – 30-80%. Уже в настоящее время прямые и косвенные ущербы от них составляют 4–5% от валового национального продукта.
Несмотря на достижения современной науки и технологий в области антисейсмического проектирования сооружений и возросшую оперативность спасательных служб, число жертв землетрясений не снижается в связи с тем, что значительная масса населения живет в беднейших странах мира, которые не могут обеспечить строительство сейсмоустойчивых зданий. Поэтому своевременный прогноз таких катастрофических явлений играет важную роль для всех стран мира в независимости от степени её развития.
При решении этих задач наряду с информацией о предвестниках землетрясений, получаемой от наземных средств, перспективно использование информации, формируемой космическими средствами дистанционного зондирования Земли. Использование современных методов космического мониторинга предвестников землетрясений дает возможность осуществлять синхронные наблюдения за сейсмичностью в различных регионах планеты для своевременного выявления готовящихся землетрясений. При решении задач прогнозирования землетрясений, обработка данных мониторинга осуществляется последовательно, после каждого измерения. Алгоритмическая нагрузка в последовательной процедуре динамически изменяется и преимущества использования космических данных при ежедневном мониторинге сейсмоопасных территорий частично нивелируются значительными временными затратами на обработку и анализ огромных объемов данных. Повысить эффективность использования данных космического мониторинга сейсмоопасных территорий возможно за счет уточнения зоны наблюдения, совершенствования алгоритмов обработки данных, расширения набора анализируемых параметров и вариантов их совместного анализа.
В настоящем исследовании проводился пространственно-временной анализ аномальных возмущений, обнаруженных в атмосфере и ионосфере, а также анализ линеаментных систем в период подготовки и протекания серии землетрясений в Италии в 2016-2017 гг. по данным космического мониторинга.
Используемый метод основан на комплексном анализе временных серий тепловых и ионосферных предвестников землетрясений, восстановленным по данным суточных наблюдений. Особенностью предлагаемого подхода является алгоритм подбора пространственного домена для анализа сейсмоопасных зон в зависимости от масштаба исследования и анализируемых параметров. Для уточнения зоны наблюдения был проведен пространственный анализ более 2000 событий-землетрясений с магнитудой свыше 2.5, произошедших в Италии за период 2006-2015 гг. с использованием метода анализа горячих точек. В результате на территории Италии было выделено 3 статистически значимые зоны с высокой вероятностью возникновения землетрясения с магнитудой более 4: 1) на севере на границе литосферной плиты; 2) в центральной части на пересечении нескольких коровых разломов; 3) на юге Италии. Для проведения пространственно-временного анализа были построены 3 зоны с радиусом 150 км, 200 км и 350 км вокруг медианного центра зоны высокого риска возникновения сильных землетрясений в центральной Италии.
Для выявления тепловых предвестников землетрясений в Италии были использованы ежедневные данные прибора AIRS (спутник Aqua) 3 уровня обработки AIRS3STD с значениями уходящего длинноволнового излучения (OLR) (Ouzounov et al, 2007), температуры поверхности (SST), температуры приповерхностного слоя атмосферы (SAT) (Бондур, Воронова, 2012). Обрабатывались данные для временного периода с 01.07.2016 г. по 31.01.2017 г., а также данные предшествующих лет (с 2003 по 2015 год) за указанный период.
Для выявления ионосферных предвестников рассматривались вариации полного электронного содержания (TEC) (Ciraolo, Spalla, 1997, Пулинец и др., 2010, Klimenko et al, 2011), полученные по данным спутниковой навигационной системы GPS наземными станциями AQUI, BZRG, IENG, MATE, NOT1 и UNPG в период с 01.07.2016 г. по 31.01.2017 г.
Для выявления геодинамических предвестников использовались статистические показатели линеаментных систем, такие как, розы-диаграммы региональных линеаментов, линии вытянутости и плотности локальных линеаментов (Бондур, Зверев, 2005). Исследования изменений напряженно-деформированного состояния земной коры в период с 01.07.2016 г. по 31.02.2017 г. позволили выявить предвестниковую закономерность в изменении линеаментных систем для землетрясений, произошедших в Италии (Бондур, Зверев, Гапонова, 2016).
Проведенный анализ позволил выявить временные периоды колебания значений индекса OLR с максимальной амплитудой, снижение дисперсии осредненных значений TEC для всех станций, расположенных в пределах до 600 км от источника землетрясения, временная когерентность между вариациями значений полного электронного содержания (TEC) и аномалиями индексов SAT и SST в период подготовки землетрясения.
Обнаружение согласованных аномалий в локальном пространственном и временном масштабе могут указывать на высокую вероятность возникновения сильного землетрясения в рассматриваемом регионе.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 16-17-00139) в НИИ «АЭРОКОСМОС».