Автореферат (1097840), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для решенияэтой задачи отдельно рассмотрены:– приливные эффекты, обусловленные нелинейностью свойств гетерогенных средв процессе распространения через них микросейсмического излучения (физическиймеханизм) (Глава 4);– действие приливов непосредственно на активность источников сейсмическойэмиссии (лабораторное моделирование): влияние земных приливов на сейсмичностьимитируется в контролируемых лабораторных условиях при нагружении образцовгорных пород (Глава 5);5. Решение проблемы дальнодействия зоны подготовки землетрясения на область сбора ВСШ (математическое моделирование) (Глава 3);6.
Сопоставление особенностей приливного отклика сейсмичности на различныхэнергетических уровнях: ВСШ и слабые землетрясения (Глава 6).Рисунок 1 − Схематическое представление структуры диссертации, отражающее принципиальные направления исследования приливной модуляции ВСШ и основные результаты.Глава 2. Обеспечение информационной основы исследований ВСШ на базедолговременных стационарных наблюденийГлава обобщает опыт организации долговременных наблюдений за ВСШ в четырех пунктах вблизи сейсмофокальной зоны Курило-Камчатской островной дуги.
Этипункты представлены в разделе 2.1. В разделе 2.2. описан используемый датчик и даны15его технические характеристики. Раздел 2.3 посвящен аппаратно-программным комплексам каждого из пунктов регистрации ВСШ. Особенности временного хода ВСШ,обусловленные экзогенными факторами, показаны в разделе 2.4.В пределах Курило-Камчатской островной дуги была организована регистрациясейсмических шумов на базе узкополосных высокочувствительных сейсмометров резонансного типа в четырех удаленных от источников антропогенной активности пунктах наблюдений: “Начики” и ”Карымшина” (южная часть полуострова Камчатка),“Эримо” (остров Хоккайдо, Япония) и “Шикотан” (Курильские острова), – находящихся в различных геолого-тектонических условиях (Рис.
2).Рисунок 2 – Схема расположения пунктов регистрации ВСШ.Начавшаяся в 1987 г. регистрация ВСШ в пункте “Начики” позволила обнаружить ряд эффектов и очертить круг возможных задач и проблем. Однако исследованиешумов в одной точке, по данным единственной станции, носит односторонний характер. Именно развитие наблюдательной сети, проведение долговременной регистрациив нескольких точках и последующий комплексный анализ создали базу для ответа наряд вопросов, которые появляются при интерпретации данных. В первую очередь этокасается достоверности и устойчивости выявления достаточно тонких эффектов, такихкак приливная модуляция ВСШ и связь ВСШ с различными геофизическими процессами, в том числе с изменением напряженного состояния среды в процессе подготовкисильных локальных землетрясений (см. Главу 3).
И принципиальным этапом, предваряющим этот анализ, стала оценка влияния антропогенного и метеорологическогофакторов на сейсмический шум. Важным аспектом проведенной работы представляется создание унифицированной системы регистрации ВСШ для различных пунктов, чтопозволило проводить обработку данных по единой методике и сопоставлять полученные результаты.Заключение к Главе 2.
В течение 1987–2015 гг. были проведены режимные наблюдения ВСШ, не имеющие аналогов в сейсмологической практике. Полученные данные16служат информационной основой для дальнейшего получения новых знаний об этомпроцессе. В настоящее время эти исследования могут рассматриваться как мониторингВСШ, в который входят ведение непрерывных долговременных наблюдений, обработка и анализ данных, еженедельная подготовка на их основе прогностических заключений о сейсмической обстановке для Камчатского филиала Российского экспертногосовета по прогнозу землетрясений.Основные результаты Главы 2 опубликованы в журнальных статьях [1, 2, 3, 8, 9,11, 13, 16, 17, 19, 20, 24].Глава 3. Приливная модуляция сейсмических шумов и ее проявления придолговременных наблюденияхВ данной главе собраны результаты многолетних работ по исследованию приливных компонент ВСШ с использованием натурных наблюдений.В разделе 3.1 описано выделение приливных гармоник из рядов ВСШ.
В разделе3.2 обсуждается проблема нестабильности приливного отклика ВСШ во времени.Основная часть главы посвящена мониторингу приливной компоненты ВСШ вконтексте связи с напряженно-деформированным состоянием среды и исследованияпредвестников сильных локальных землетрясений (раздел 3.3). Представлен экспериментально обнаруженный эффект стабилизации фазы приливной компоненты ВСШпри подготовке сильного землетрясения, на основе которого была предложена методика прогноза сильных землетрясений. Обобщен многолетний опыт применения этой методики на Камчатке, а также приводятся аналогичные результаты для о.
Шикотан ио. Хоккайдо. Отдельно обсуждаются воспроизводимость выявленного эффекта стабилизации фазы, экспериментально обнаруженная связь значения фазы с местоположением готовящегося землетрясения, эмпирическая зависимость порога “чувствительности” эффекта стабилизации к эпицентральному расстоянию и магнитуде готовящегосяземлетрясения. Проведена оценка возможности использования обсуждаемого эффектав качестве предвестника землетрясения: получены значения таких параметров предвестника как надежность, достоверность, эффективность.В разделе 3.4 приводятся результаты численных экспериментов, направленных наразработку обоснования дальнодействия предвестникового эффекта на расстояниях, внесколько раз превышающих размеры очагов этих землетрясений.
Представлена концептуальная модель влияния удаленного очага землетрясения на параметры ВСШ.Представлены результаты обработки данных регистрации ВСШ широкополоснойаппаратурой (раздел 3.5) в сопоставлении с узкополосной.3.1 Выделение приливных гармоник из рядов ВСШ. Гравитационное воздействие Луны и Солнца рассматривается как естественный процесс, имеющий стабильные вовремени параметры. Эта стационарность позволяет использовать земные приливы какприродный эталон воздействия (калибратор) при изучении вариаций геофизическихполей, связанных с изменениями напряженно-деформированного состояния среды.При исследовании отклика ВСШ на приливное воздействие приливные волны17гравитационного потенциала O1, K1, P1, Q1, M2, S2, N2 рассматриваются отдельно.
Вариации огибающей ВСШ с периодами основных приливных волн выделены из рядовнаблюдений по схеме Бюй-Балло (метод наложения эпох). Указанный способ позволилвыделять скрытые периодичности полезного сигнала в условиях действия сильныхпомех, когда применение гармонического анализа оказывается недостаточно эффективным. Глубина модуляции составляет первые проценты.Рисунок 3 – Вариацииуровня ВСШ с периодами, соответствующими приливным гармоникам O1, Q1, M2 иN2, на четырех пунктахрегистрации ВСШ –“Начики”, “Карымшина”, “Шикотан” и“Эримо”. Сплошнаялиния – аппроксимацияпредставленных точекгармоникой с периодом соответствующейприливной волны пометоду наименьшихквадратов.Примеры приливных гармоник, выделенных из записей ВСШ, полученных настанциях “Начики”, “Карымшина”, “Эримо” и “Шикотан”, представлены на рис.
3.Компонента огибающей ВСШ с периодом волны О1,(T = 25.8 час.) имеет наибольшуюпомехозащищенность (в условиях существования в составе сигнала экзогенных компонент с периодом T = 24.00 час., являющихся помехами в контексте целей работы) иотносительно большую амплитуду.3.2 Эффекты нестабильности приливного отклика ВСШ.
Обнаружено, что откликВСШ на приливное воздействие не носит стабильный во времени характер, в то времякак сами земные приливы имеют постоянные во времени параметры (амплитуды, периоды и фазы набора приливных волн).Анализ всего временного ряда позволяет утверждать, что в среднем приливноевоздействие отсутствует, так как при когерентном суммировании всего ряда огибаю18щей ВСШ с периодом волн O1, M2 и N2 периодическая компонента не выявляется. Однако, при меньших временных интервалах (1 – 6 месяцев) периодические компонентывыявляются статистически значимо.Следует отметить изменчивость (нестабильность) приливного отклика при долговременных наблюдениях:1.
компоненты с периодами волн приливного потенциала выявляются не всегда,участки существования приливной компоненты сменяются участками ее отсутствия;2. величина фазового сдвига между компонентой ВСШ и компонентой приливного потенциала меняется для различных участков данных.При выявлении приливной компоненты ВСШ в целях мониторинга состояниясреды следует иметь в виду, что:1) Рассмотрение приливной компоненты ВСШ в большом временном окне можетне привести к положительным результатам в силу нестабильности отклика ВСШ наземные приливы;2) Ширина временного окна должна позволять разделение близких по частоте периодических компонент. Например, для разделения волн K1 (период T=23.93 час.) и O1(T=25.82 час.) минимальная ширина временного окна составляет 2 недели;3) Так как не предполагается контроль антропогенного воздействия, и соответствующая коррекция данных не представляется возможной, то следует иметь ввиду,что спектральные линии с периодами 24.0 час. (а также 12.0 час.) будут соответствовать общему действию приливного и антропогенного воздействия.
Это налагает большие ограничения на использование приливных волн P1, K1 и S2, которые имеют периоды 24.07, 23.93 и 12.00 час. Из основных волн остаются волны O1 (период T=25.82час.), Q1 (T = 26.87 час.), M2 (T=12.42 час.), N2 (T=12.66 час.).3.3 Мониторинг приливной компоненты ВСШ. С конца 80-х годов XX века на Камчатке ведутся исследования ВСШ в рамках фундаментальной проблемы сейсмологии,связанной с изучением возможности мониторинга напряженного состояния среды иподготовки сильных землетрясений по изменению параметров геофизических полей, ккоторым следует отнести и поле ВСШ.Под мониторингом здесь понимается комплекс работ, позволяющий выявить тенденции в изменениях контролируемой системы и включающий ведение наблюдений,анализ и прогноз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
