Electronic Theses and Dissertation

Taiwan terletak di perbatasan lempeng aktif antara Lempeng Laut Filipina (PSP) dan Lempeng Eurasia (EP). Di Taiwan selatan, EP subduksi di bawah PSP sementara kondisi sebaliknya diamati di bagian utara, di mana PSP subduksi di bawah EP. Di kedua lokasi, baik selatan maupun utara, gempa subduksi dapat menimbulkan kerusakan besar dan korban jiwa. Sebagai upaya Pengurangan Risiko Bencana, Academia Sinica telah memasang stasiun seismik yang sangat padat di Taiwan utara yang disebut Formosa Array atau FM Array. Stasiun seismik kepadatan tinggi memberikan kesempatan untuk menganalisis sinyal gempa subduksi pada skala regional di bagian utara Taiwan. Sebagian besar gempa subduksi besar terjadi pada kedalaman dangkal antara 10 – 35 km di sepanjang antarmuka lempeng, sedangkan gempa bumi dalam biasanya diabaikan. Namun, gempa dalam memiliki potensi besar untuk menghasilkan kerusakan besar akibat fenomena gelombang terpandu, yang difasilitasi oleh keberadaan kerak samudera. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk menganalisis sinyal gelombang tubuh gempa dalam yang menunjukkan karakteristik terdispersi. Stasiun yang diidentifikasi – peristiwa dengan sinyal yang tersebar kemudian dianalisis karakteristik spektralnya. Untuk mendapatkan rasio sinyal frekuensi tinggi ke frekuensi rendah, teknik analisis spektral jendela bergerak diterapkan. Hal ini dilakukan dengan menghitung spektrum untuk setiap seismogram menggunakan jendela panjang 5 detik dan melangkah maju dengan peningkatan 4 detik hingga 60 detik setelah kedatangan gelombang-P. Amplitudo spektrum yang dominan adalah 3 Hz, oleh karena itu, sinyal asli high-pass pada 3 Hz sebagai sinyal high-pass atau sinyal Hp dan filter low-pass dengan 2 Hz digunakan sebagai sinyal low-pass atau LP. Tingkat air rasio Hp/Lp 1 diterapkan, dan rasio > 1 digunakan untuk menghitung durasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar stasiun yang mengamati sinyal dispersi akibat efek gelombang terpandu terletak dekat dengan palung subduksi dan di atas antarmuka lempeng dengan kedalaman antara 10 – 20 km. Durasi terpanjang sinyal frekuensi tinggi adalah selama 60 detik, dan terpendek selama 10 detik. Dari total 70 sinyal yang tersebar, 34 menunjukkan dominasi frekuensi tinggi, yang akan sangat mempengaruhi bangunan bertingkat rendah, termasuk perumahan. Dengan demikian, disimpulkan bahwa efek gelombang terpandu dapat menghasilkan sinyal frekuensi tinggi yang dominan dengan durasi antara 10 – 60 detik.

Kata kunci: Frekuensi, Sinyal, High-pass, Low-pass, Durasi, Gelombang

Taiwan is located at the active plate boundary between the Philippine Sea Plate (PSP) and Eurasian Plate (EP). In southern Taiwan, the EP subducts beneath the PSP while an opposite condition is observed in the northern part, where PSP subducts beneath the EP. At both sites, either southern or northern, the subduction earthquake could generate huge damage and loss of life. As a Disaster Risk Reduction effort, the Academia Sinica has installed a highly dense seismic station in northern Taiwan called Formosa Array or FM Array. The high-density seismic stations give an opportunity to analyze subduction earthquake signals at a regional scale in the northern part of Taiwan. Most large subduction earthquakes occurred at shallow depths between 10 – 35 km along the plate interface, while deep earthquakes are usually being neglected. However, the deep earthquake has a large potential to generate huge damage due to the guided wave phenomenon, which is facilitated by the presence of the oceanic crust. Thus, this study aims to analyze the deep earthquake body-wave signals which indicate dispersed characteristics. The identified stations – events with dispersed signals were then analyzed for their spectral characteristics. To obtain the ratio of high- to low-frequency signals, the moving-window spectral analysis technique was applied. It is done by computing the spectrum for each seismogram using 5-second long windows and stepping forward at 4 seconds increments through 60 seconds after the P-wave arrival. The dominant amplitude of spectra is 3 Hz, therefore, the original signal was high-passed at 3 Hz as the high-pass signal or Hp signal and a low-pass filter with 2 Hz is used as the low-pass signal or LP. A water level of Hp/Lp ratio of 1 is applied, and a ratio > 1 is used to calculate the duration. The results showed that most of the stations which observed dispersion signals due to the guided wave effect are located close to the subduction trench and above the plate interface with a depth between 10 – 20 km. The longest duration of high-frequency signals is as long as 60 seconds, and the shortest is as long as 10 seconds. From a total of 70 dispersed signal, 34 showed domination of high frequency, which will highly affect the low-rise building, which includes residential housing. Thus, it is concluded that the guided wave effect could result in a dominant high-frequency signal with a duration between 10 – 60 seconds. Keywords: Frequency, Signal, High pass - Low pass, Duration, Wave