диссертация (Приливные эффекты в высокочастотных сейсмических шумах в сейсмоактивном регионе), страница 10

Данные пересылались для обработки наКамчатку.В 2009 г. запись сигнала ВСШ была возобновлена с использованиемрегистратора GSR-24, размещенного в непосредственной близости от датчика.Благодаря тому, что этот регистратор имеет выход в интернет через антеннуспутниковой связи, была организована передача сигнала секундными пакетамиданных в режиме реального времени (Рисунок 2.6). Прием сигнала в видешестичасовых файлов осуществлялся удаленным компьютером, подключенным кинтернету и расположенным в помещении Камчатского филиала ГС РАН. Такжебыла реализована дистанционная калибровка канала регистрации ВСШ (Рисунок2.7).Рисунок 2.6 – Фрагмент записи сигнала ВСШ станции “Шикотан”, полученный наприемном пункте Камчатского филиала ГС РАН в реальном времениРисунок 2.7 – Отклик на калибровочный сигнал сквозного тракта регистрацииВСШ, станция “Шикотан”.56Таким образом, накопленный на Камчатке опыт ведения наблюденийпозволил организовать функционирование этого удаленного пункта регистрации вавтономном режиме с минимальными затратами времени на обслуживание,связанное со снятием и сохранением информации.Однако в 2010 г.

регистрация была прекращена в связи с попаданием молниив пункт наблюдений и более не возобновилась.2.3.4 Пункт “Эримо”Исследования ВСШ на этом пункте проводились совместно с Институтомсейсмологии и вулканологии Университета Хоккайдо с 1993 г.АппаратураустановленавштольнеГеофизическойобсерваторииУниверситета Хоккайдо в районе мыса Эримо. Преимущества пункта ВСШ“Эримо”:1) обсерватория достаточно удалена от индустриальных центров, что дает надеждуна низкий уровень антропогенных помех;2) мыс расположен в зоне мелкофокусной субдукционной сейсмичности(Рисунки П1.8, П1.11 в Приложении 1), что допускает изучение воздействиятектонических процессов на сейсмическую эмиссию;3) наличие пункта комплексных наблюдений дает потенциальную возможностьрассмотреть связь ВСШ с другими геофизическими полями.Датчик ВСШ был включен в общую систему регистрации Геофизическойобсерватории.

Электропитание осуществлялось от резервированного сетевогоисточника. Аналоговая обработка сигнала не проводилась. Все преобразованиявыполнялись программным образом с помощью центрального компьютера,расположенного в здании обсерватории. Временная привязка осуществлялась спомощью внутренних часов компьютера, корректируемых системой GPS.572.4 О некоторых особенностях временного хода ВСШ, обусловленныхэкзогенными факторами в различных пунктах наблюденийИсследование сейсмических шумов в условиях современной глобальнойпроизводственной и транспортной активности является непростой задачей. Вобщем случае ВСШ является сложной суперпозицией микросейсмическихсигналов как эндогенного, так и экзогенного происхождения.

К факторам,влияющим на интенсивность ВСШ и затрудняющим выделение и изучениеэндогенных шумов, относятся человеческая активность, ветер, прогрев земнойповерхности и др.На рисунке 2.8 в качестве примера анализируемых данных представленфрагмент записи огибающей ВСШ на станции “Начики” в начале июля 2006 г. Вуказанное время регистрация велась в исключительно благоприятных погодныхусловиях, в отсутствии интенсивных ветровых помех, в значительной меревлияющих на уровень регистрируемого сигнала.

Характерной особенностьюзаписи является суточный ход. Форма суточной вариации хорошо различима: онаимеет “колоколообразный” вид с плавным увеличением, а затем спаданием уровня,с интенсивной флуктуационной составляющей. Амплитуды флуктуаций резкоспонтанно меняются на 1 – 3 порядка. Такая интенсивная динамика сигналаиллюстрирует сложную мозаичную и постоянно меняющуюся картину активностиисточниковмикросейсмическойэмиссии,локализованныхвдостаточнопротяженной и неоднородной области, контролируемой данной станцией ВСШ.Однако, как показывает практика, суточный ход является свойством рядапроцессов, каждый из которых может оказать и оказывает влияние нарегистрируемое поле ВСШ. Характерным примером этого являются результаты,полученные для пункта “Начики” (Рисунок 2.9):– Проведенная в течение 10 дней регистрация сейсмических сигналов околоавтомобильной трассы Петропавловск − Усть-Камчатск автономной сейсмическойстанцией [Чебров и др., 1987] позволила выделить в движении автомобилей подороге и, соответственно, в вызванном им шуме суточную периодичность (Рисунок2.9 г).

Проявление антропогенного воздействия на ВСШ можно увидеть в более58100000100001000аАмплитуда ВСШ, усл. ед.100100:00110.06.20060:0011.06.20060:0012.06.200613.06.2006 г.100001000б10010110.06.2006 г., 0:00 – 11:00Рисунок 2.8 – Фрагмент записи огибающей ВСШ, полученной с использованиемцифрового регистратора "КРОТ" на станции “Начики”.а – запись с 10.06.2006 г. 00:00 до 13.06.2006 г. 10:00 (по местному времени);б – более детальный 11-часовой участок этой записи. Каждая точка соответствуетодному минутному среднеквадратичному значению амплитуды сигналакрутом росте уровня ВСШ с 6 до 8 часов и в более крутом спаде с 17 до 19 часов(что соответствует началу и окончанию интервала наиболее интенсивногодвижения автотранспорта);– Так как скорость ветра имеет суточный ход (Рисунок 2.9 б), то суточнуюпериодичность должен иметь ветровой шум, сам факт существования которогодостаточно очевиден, и который изучался в некоторых работах по сейсмологиимикромасштаба [Frantti, 1963; Ананко, Смирнов, 1994; Черепанцев, 1990], хотяобычно он рассматривается как помеха;– Также суточный ход должна иметь составляющая ВСШ, связанная спрогревом поверхности Земли, так как существует суточный ход температурыгрунта [Гордеев и др., 1991а] (Рисунок 2.9 в).59Рисунок 2.9 –.

Средний суточный ход уровня ВСШ (а), скорости ветра (б),температуры грунта (в) и сейсмического шума, регистрируемого около дороги (г).Отмечен 1-ый доверительный интервал. Вторая ось ординат на (г) соответствуетоценке антропогенного ВСШ. По данным регистрации в июне-августе 1990 г. вп. “Начики”.Все четыре ряда имеют ярко выраженный суточный ход, приближенносовпадающий по фазе. Кроме того суточную периодичность (при длине ряда 3месяца) имеют приливы [Мельхиор, 1968], связь ВСШ с которыми будетрассмотрена в Главе 3.Ниже в кратком виде приводятся отдельные результаты, полученные приисследовании структуры высокочастотных сейсмических шумов в описанныхвыше точках.602.4.1 Антропогенный факторВ настоящее время одной из проблем организации наблюдений за такимвысокочувствительным геофизическим полем как ВСШ является индустриальнаязашумленностьбольшихтерриторий,вомногихслучаяхприводящаякневозможности выделения сигналов естественной природы из получаемых записей.Поэтому оценка степени влияния антропогенного фактора на ВСШ можетрассматриваться как первоочередная задача на начальном этапе производстванаблюдений.Обычно антропогенное воздействие имеет ярко выраженный суточный ход,а иногда проявляется и недельный ход.

Форма суточного и недельного хода вобщих чертах соответствует ритму человеческой активности: минимум значенийВСШ наблюдается в выходные дни и в ночное время.На рисунках 2.9 а, 2.10, 2.11 а представлены суточные вариации ВСШ длякамчатских пунктов наблюдения “Начики” и “Карымшина”, южнокурильскойстанции “Шикотан” и японской станции “Эримо”. Графики имеют характерныйвид с минимумом в ночные часы и повышением уровня в дневное время, чтосоответствует антропогенной активности.Аккуратное определение степени воздействия антропогенных помех науровеньВСШбезпроведениянепрерывнойпараллельнойрегистрациисейсмических сигналов в точках предполагаемых источников этих помех (дляпункта“Начики”это,вероятно,автомобильнаядорога)представляетсязатруднительным.

Однако, приближенная оценка этой компоненты ВСШ в пункте“Начики” была сделана, используя данные десятидневной регистрации нарасстоянии 100 м от дороги, где сейсмическая интенсивность в основномопределялась движением автомобильного транспорта. Как выше упоминалось рядприродныхфакторов,влияющихнауровеньВСШ,имеют24-часовуюпериодичность (ветер, прогрев, лунно-солнечный прилив). В то же время и уровеньВСШ, и сейсмическая интенсивность около дороги имеют 8-часовую гармонику,которой нет в приливах, скорости ветра, температуре грунта. Предполагая, что 8.0часовая гармоника в уровне ВСШ обусловлена воздействием 8.0-часовойгармоники сейсмических сигналов дороги (как основного антропогенного61фактора), и вычислив коэффициент пропорциональности между ними, былпредложенсуточныйходантропогеннойсоставляющей(Рисунок 2.9 г),пропорциональный суточному ходу сигналов от дороги.Особенностьюстанции“Шикотан”являетсярастянутыймаксимумсуточного хода ВСШ, который начинается с началом рабочего дня и продолжаетсявплоть до полуночи.

Суточная вариация, отнесенная к среднему фоновому уровнюВСШ, составляет 55%. Пока не объяснена тенденция присутствия в суточном ходелокального максимума, приходящегося на вечернее время, но с учетом того, чтосуточный ход определяется не только антропогенным воздействием, вероятно,следует учесть и другие факторы.Рисунок 2.10 – Суточный ход уровня ВСШ для станций “Карымшина” и“Шикотан”Средний суточный ход ВСШ на станции “Эримо” (на рисунках 2.11 а, бпредставлены средний суточный и средний недельный ход ВСШ, рассчитанныедля июня 1996 − марта 1997 гг.) по форме близок к меандру и соответствуеттипичной форме техногенного сигнала, обусловленного типичным ритмом62Рисунок 2.11 – Антропогенное воздействие на ВСШ на пункте “Эримо”: среднийсуточный (а) (местное время) и недельный (б) ход ВСШ.

Представлены дваварианта результатов расчета – для оригинальных данных (1) и для очищенных ответрового воздействия (2). в) – пример “очевидного” антропогенного ВСШ.человеческой активности (включая обеденный перерыв). Такая форма суточногохода совпадает со специально исследованным антропогенным воздействием напункте “Начики” (Рисунок 2. 9 г).Для оценки антропогенного влияния на регистрируемое поле целесообразнорассмотреть и недельную вариацию ВСШ. Этот процесс не связан с естественнымифакторами, он отражает только антропогенную активность, которая в среднемснижается в выходные дни и имеет недельную периодичность. На о. Шикотан63недельный ход уровня ВСШ не выделяется.