Danecek, Peter

The European Integrated Data Archive (EIDA) is the infrastructure that provides access to the seismic‐waveform archives collected by European agencies. This distributed system is managed by Observatories and Research Facilities for European Seismology. EIDA provides seamless access to seismic data from 12 data archives across Europe by means of standard services, exposing data on behalf of hundreds of network operators and research organizations. More than 12,000 stations from permanent and temporary networks equipped with seismometers, accelerometers, pressure sensors, and other sensors are accessible through the EIDA federated services. A growing user base currently counting around 3000 unique users per year has been requesting data and using EIDA services. The EIDA system is designed to scale up to support additional new services, data types, and nodes. Data holdings, services, and user numbers have grown substantially since the establishment of EIDA in 2013. EIDA is currently active in developing suitable data management approaches for new emerging technologies (e.g., distributed acoustic sensing) and challenges related to big datasets. This article reviews the evolution of EIDA, the current data holdings, and service portfolio, and gives an outlook on the current developments and the future envisaged challenges.

The Orfeus European Integrated Data Archive (EIDA) provides a federated approach to the dissemination of seismological waveform data and ensures access to 12 regional seismological data centers—the EIDA nodes. The Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) is one of the founding partners of this EIDA federation and manages the EIDA data distribution node in Italy. INGV has actively managed the smaller MedNet archive since 1990 and adopted a more comprehensive and systematic approach to seismological data archiving since 2007. The Italian EIDA node data archive currently totals 90 TBytes of waveform data available for download, originating from 25 networks and 974 stations, provided by INGV, MedNet, or contributed by various partner institutions. Geographically, it covers mainly Italy and some stations from the Mediterranean region. The archive is currently growing at a rate of approximately 11 TB/yr. INGV recently strengthened its data management capabilities, resources, and infrastructure to effectively respond to the growing scale of station inventory, archive, and volumes of delivered data, and to acknowledge increasing attention toward open data sharing, appropriate attribution, and FAIR principles (Findability, Accessibility, Interoperability, and Reuse), as well as higher demands on data quality and expectations of the scientific user community. To this end, it established a dedicated internal unit in charge of all relevant activities related to the Italian EIDA node. In this article, we address key aspects of the EIDA node in Italy such as evolution and status of the seismological waveform archive, and we describe the technical, organizational, and operational setup of data and service management. We also outline ongoing activities and future evolutions aiming to further increase the quality of services, data availability, data and metadata quality, resilience, and sustainability.

The Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) is an Italian research institution with focus on earth sciences. Moreover, the INGV is the operational center for seismic surveillance and earthquake monitoring in Italy and is a part of the civil protection system as a center of expertise on seismic, volcanic, and tsunami risks.INGV operates the Italian National Seismic Network and other networks at national scale and is a primary node of the European Integrated Data Archive for archiving and distributing strong‐motion and weak‐motion seismic recordings. In the control room in Rome, INGV staff performs seismic surveillance and tsunami warning services; in Catania and Naples, the control rooms are devoted to volcanic surveillance. Volcano monitoring includes locating earthquakes in the regions around the Sicilian (Etna, Eolian Islands, and Pantelleria) and the Campanian (Vesuvius, Campi Fregrei, and Ischia) active volcanoes. The tsunami warning is based on earthquake location and magnitude (M) evaluation for moderate to large events in the Mediterranean region and also around the world. The technologists of the institute tuned the data acquisition system to accomplish, in near real time, automatic earthquake detection, hypocenter and magnitude determination, and evaluation of several seismological products (e.g., moment tensors and ShakeMaps). Database archiving of all parametric results is closely linked to the existing procedures of the INGV seismic surveillance environment and surveillance procedures. Earthquake information is routinely revised by the analysts of the Italian seismic bulletin. INGV provides earthquake information to the Department of Civil Protection (Dipartimento di Protezione Civile) to the scientific community and to the public through the web and social media. We aim at illustrating different aspects of earthquake monitoring at INGV: (1) network operations; (2) organizational structure and the hardware and software used; and (3) communication, including recent developments and planned improvements.

Starting in 1988, with the installation of the first broadband (BB) instrument in Italy, the Mediterranean Very Broadband Seismographic Network (MedNet) program established a backbone network of BB stations of the highest quality in the Mediterranean Sea countries. The Mediterranean region is characterized by relevant and frequent seismic- ity related to its complex tectonics, due to the convergence of two major plates, Africa and Eurasia, and the involvement of other minor plates, as the Adriatic plate. Therefore, the MedNet project became a scientific research infrastructure of excellence, able to fill the gap of regional coverage when the availability of seismic BB instruments was still scarce. The main characteristics of the MedNet network are the highest quality of the seismographic instrumentation at remote sites and very low level of anthropogenic noise with stable conditions of pressure and temperature. After 30 yr of recordings, the MedNet program has proven that the early adoption of very BB instruments in selected sites have been the best choice. A large number of studies benefited from MedNet data, as seismic source computation and Earth structure reconstruction, at local and global scale. We present a concise overview of the contribution given by MedNet data in the last three decades to motivate and financially support the existence of this valuable infrastructure, and to further maintain this project.

The Osservatorio Nazionale Terremoti (ONT) is the Italian seismic operational centre for monitoring earthquake, it is part of Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) the largest Italian research institution, with focus in Earth Sciences. INGV runs the Italian National Seismic Network (network code IV) and other networks at national scale for monitoring earthquakes and tsunami. INGV is a primary node of European Integrated Data Archive (EIDA) for archiving and distributing, continuous, quality checked seismic waveforms (strong motion and weak motion recordings). ONT designed the data acquisition system to accomplish, in near-real-time, automatic earthquake detection, hypocentre and magnitude determination and evaluation of moment tensors, shake maps and other products. Database archiving of all parametric results are closely linked to the existing procedures of the INGV seismic monitoring environment and surveillance procedures. ONT organize the Italian earthquake surveillance service and the tsunami alert service (INGV is Tsunami Service Provider of the ICG/NEAM for the entire Mediterranean basin). We provide information to the Dipartimento di Protezione Civile (DPC) and to several Mediterranean countries. Earthquakes information are revised routinely by the analysts of the Italian Seismic Bulletin. The results are published on the web and are available to the scientific community and the general public.

SISMIKO è una task force operativa che prevede il coordinamento a livello nazionale delle Reti Sismiche Mobili di Pronto Intervento dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) [Moretti et al., 2012; 2016; Pondrelli et al., 2016] e coinvolge le diverse Sezioni INGV che si occupano normalmente del monitoraggio sismico del territorio nazionale. La notte del 24 agosto 2016, a poche ore dal forte terremoto di magnitudo 6.0 che ha interessato il vasto settore del centro Italia, al confine tra l’Umbria, il Lazio, l’Abruzzo e le Marche [Gruppo di Lavoro INGV sul terremoto di Amatrice, 2016a; 2016b], SISMIKO, come gli altri gruppi operativi INGV previsti per la gestione delle emergenze, ovvero EMERGEO, per il rilievo degli effetti geologici cosismici, EMERSITO, per lo studio gli effetti di sito, QUEST per il rilievo macrosismico e IES rivolto alle attività informative per le scuole e la popolazione coinvolta, è stato prontamente convocato per partecipare all’Unità di Crisi INGV e, come previsto nell’ambito della Convenzione vigente fra il Dipartimento di Protezione Civile (DPC) e l’INGV, si è adoperato per l’installazione di stazioni sismiche temporanee ad integrazione della Rete Sismica Nazionale (RSN [Michelini et al., 2016]) presente in area epicentrale [SISMIKO working group, 2016a; Moretti et al., 2016]. La prima geometria della rete sismica temporanea installata da SISMIKO a pochi giorni dall’inizio della sequenza sismica, era costituita da 19 stazioni di cui 14 a 6 componenti (maggiori dettagli in [SISMIKO working group, 2016a; Moretti et al., 2016]). Successivamente, a seguito delle forti scosse che il 26 ottobre e poi il 30 ottobre hanno interessato il settore settentrionale della sequenza, la rete è stata ampliata di circa 25 km verso nord [SISMIKO working group, 2016b] portando a 23 il numero delle stazioni temporanee distribuite in un’area di circa 75 x60 km2. Nei primi giorni del nuovo anno, a causa di avverse condizioni meteo che hanno interessato tutta l’area colpita dal sisma, molte stazioni sismiche, sia permanenti che temporanee, hanno avuto gravi problemi di funzionamento mettendo a dura prova il sistema di monitoraggio della sequenza sismica in atto: numerose sono state le interruzioni della corrente elettrica che hanno influito sulla continuità della trasmissione dei dati, soprattutto nell’area abruzzese. Per diversi giorni è stato considerato imprudente mandare personale in area epicentrale per la manutenzione e il ripristino della strumentazione, considerato che era comunque garantita l’efficienza del servizio di sorveglianza sismica. La mattina del 18 gennaio, 4 nuove scosse di magnitudo superiore a 5.0 sono avvenute nell’estremità meridionale dell’area già attivatasi e quindi, seppur con difficoltà, sono state avviate le procedure per il ripristino del maggior numero di stazioni sismiche possibile. In tale occasione è stata installata una ulteriore stazione nella zona a SW della sequenza, a migliore copertura dell’ultima area colpita, portando a 24 il numero totale di stazioni temporanee installate dal 24 agosto 2016. In queste ultime settimane, il personale del gruppo operativo SISMIKO è stato costantemente impegnato nella cura e nella manutenzione della strumentazione per garantire la continuità dell’acquisizione e della trasmissione dei dati. Alla data di aggiornamento del presente report, è stata decretata, anche in considerazione dell’andamento della sismicità, una rimodulazione della geometria della rete sismica temporanea che avverrà durante la primavera. Tutti i dati acquisiti dalle stazioni temporanee SISMIKO, continuano ad essere disponibili senza alcun vincolo, al pari dei dati della RSN, tramite l’archivio di forme d’onda European Integrated Data Archive (EIDA [Mazza et al., 2012]) e utilizzati per prodotti scientifici in tempo reale (localizzazioni fornite in sala di sorveglianza sismica INGV, calcolo dei Time Domain Moment Tensor, shakeMaps, ecc) e off-line (ri-localizzazioni, ecc).

La rete sismica temporanea installata dal gruppo operativo INGV SISMIKO a seguito del terremoto del 24 agosto 2016 tra i Monti della Laga e la Valnerina, è stata ampliata nel settore settentrionale a seguito dei forti terremoti avvenuti alla fine del mese di ottobre 2016. Successivamente alle due scosse di Mw 5.4 e 5.9 che il 26 ottobre hanno interessato l’area al confine Marche-Umbria tra i Comuni di Castelsantangelo sul Nera (MC), Norcia (PG) e Arquata del Tronto (AP), la geometria della rete è stata estesa di circa 25 km verso nord con l’attivazione di ulteriori tre stazioni temporanee di cui una, da subito, disposta per la trasmissione dei dati in tempo reale e per l’inserimento nel sistema di sorveglianza sismica dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV). Un’ultima stazione è stata inoltre installata nei pressi di Campello del Clitunno in provincia di Perugia ad ovest della sequenza, a seguito del terremoto Mw 6.5 che la mattina del 30 ottobre ha interessato l’intera area già fortemente provata dalla sequenza in corso; questo è stato il più forte terremoto registrato negli ultimi 30 in Italia. A circa 5 mesi dall’inizio dell’emergenza sismica, la rete temporanea conta quindi 23 stazioni che da metà dicembre sono tutte trasmesse in tempo reale ai diversi centri di acquisizione INGV, ovvero Milano, Ancona e Grottaminarda ma soprattutto Roma dove i dati vengono contestualmente archiviati nell’European Integrated Data Archive (EIDA) e integrati nel sistema di monitoraggio e sorveglianza sismica dell’INGV; per la sorveglianza sono incluse solo parte delle stazioni. Nelle ultime settimane, le attività di campagna del gruppo operativo SISMIKO sono state costantemente focalizzate alla cura e alla manutenzione della strumentazione per garantire la continuità della trasmissione e dell’acquisizione dei dati, a volte compromesse da malfunzionamenti legati al maltempo. Alla data di aggiornamento del presente report, non è ancora stata decretata una dismissione o una rimodulazione della geometria della rete sismica temporanea, anche in considerazione della attività sismica in corso a tutt’oggi molto sostenuta. Tutti i dati acquisiti dalle stazioni temporanee SISMIKO, sono distribuiti senza alcun vincolo, al pari dei dati della Rete Sismica Nazionale (RSN, codice di rete IV), ed utilizzati per prodotti scientifici in tempo reale (localizzazioni di sala, calcolo dei Time Domain Moment Tensor -TDMT delle ShakeMaps, ecc) e per l’aggiornamento dei database dell’INGV come l’Italian Seismological Instrumental and Parametric Database (ISIDe) con la revisione del Bollettino Sismico Italiano (BSI), dell’INGV Strong Motion Data (ISMD) e dell’ITalian ACcelerometric Archive (ITACA), dell’European-Mediterranean Regional Centroid Moment Tensors (RCMT) e nei lavori scientifici che utilizzano forme d’onda velocimetriche ed accelerometriche (ri- localizzazioni, studi della sorgente sismica ecc.).

At 01:36 UTC (03:36 local time) on August 24th 2016, an earthquake Mw 6.0 struck an extensive sector of the central Apennines (coordinates: latitude 42.70° N, longitude 13.23° E, 8.0 km depth). The earthquake caused about 300 casualties and severe damage to the historical buildings and economic activity in an area located near the borders of the Umbria, Lazio, Abruzzo and Marche regions. The Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) located in few minutes the hypocenter near Accumoli, a small town in the province of Rieti. In the hours after the quake, dozens of events were recorded by the National Seismic Network (Rete Sismica Nazionale, RSN) of the INGV, many of which had a ML > 3.0. The density and coverage of the RSN in the epicentral area meant the epicenter and magnitude of the main event and subsequent shocks that followed it in the early hours of the seismic sequence were well constrained. However, in order to better constrain the localizations of the aftershock hypocenters, especially the depths, a denser seismic monitoring network was needed. Just after the mainshock, SISMIKO, the coordinating body of the emergency seismic network at INGV, was activated in order to install a temporary seismic network integrated with the existing permanent network in the epicentral area. From August the 24th to the 30th, SISMIKO deployed eighteen seismic stations, generally six components (equipped with both velocimeter and accelerometer), with thirteen of the seismic station transmitting in real-time to the INGV seismic monitoring room in Rome. The design and geometry of the temporary network was decided in consolation with other groups who were deploying seismic stations in the region, namely EMERSITO (a group studying site-effects), and the emergency Italian strong motion network (RAN) managed by the National Civil Protection Department (DPC). Further 25 BB temporary seismic stations were deployed by colleagues of the British Geological Survey (BGS) and the School of Geosciences, University of Edinburgh in collaboration with INGV. All data acquired from SISMIKO stations, are quickly available at the European Integrated Data Archive (EIDA). The data acquired by the SISMIKO stations were included in the preliminary analysis that was performed by the Bollettino Sismico Italiano (BSI), the Centro Nazionale Terremoti (CNT) staff working in Ancona, and the INGV-MI, described below.