Автореферат (1150498), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Показано, что когда ионосфера освещена (подсолнечная точка находитсяв околоэпицентральном секторе), относительные возмущения ПЭС ослабляютсяв околоэпицентральной и магнитосопряжѐнной к ней областях.2) Исследован электромагнитный механизм формирования ИПЗ в ПЭСионосферы – дрейф ионосферной плазмы F2-области в скрещенныхэлектрическом (Е) и магнитном (В) полях. Впервые с помощью модели UAMпоказана его эффективность.3) Впервые исследовано влияние пространственной локализации источниковсейсмогенного возмущения и их амплитуд (на уровне ионосферы)на характеристики ионосферного отклика в ПЭС на сейсмогенные воздействия.4) Получены оценки величин возмущений ионосферного электрическогополя, требуемых для создания возмущений в ПЭС, аналогичных наблюдавшимсяперед сильными землетрясениями.5) Впервые получены оценки величин вертикального тока (на нижнейгранице ионосферы) сейсмического происхождения, требуемого для модельноговоспроизведения сейсмогенных ПЭС-аномалий.6) Впервые показано, что на основе электромагнитного механизмаосуществления связи системы «литосфера-ионосфера» ([E×B]-дрейфа) могут бытьобъяснены морфологические особенности наблюдающихся перед сильнымиземлетрясениями возмущений ПЭС ионосферы, рассматриваемых в качестве ИПЗ.Научная и практическая значимость работы состоит в том,что полученныеавторомрезультатымогутбытьиспользованы1) для совершенствования многопараметрических методов прогноза сильныхсейсмических событий; 2) при построении глобальных и региональных комплексныхсистем прогноза землетрясений, включающих поиск и выявление аномальныхсейсмогенных возмущений ПЭС ионосферы в качестве одной из компонент;3) для осуществления корректной физической интерпретации данных наблюдений;4) для эпигноза и прогноза вариаций параметров верхней атмосферы в зависимостиот параметров сейсмогенных источников и гелио-геофизических условий;5) для тестирования результатов других исследований, привлекающих теоретическиемодели, в части адекватности воспроизведения ими структуры и динамики7ионосферных возмущений, а также параметров привлекаемых для этого«генераторов» сейсмической природы, в том числе вертикальных электрическихтоков.На защиту выносятся:1) Установленные закономерности пространственной структуры областейаномальных возмущений ПЭС ионосферы, трактуемых как ИПЗ, полученныена основе анализа данных наблюдений и результатов математического моделированияс использованием глобальной трѐхмерной нестационарной самосогласованной моделиверхней атмосферы Земли UAM.2) Полученные на основе модельных расчѐтов оценки величинысейсмогенных возмущений ионосферных электрических полей и токов, а также ихпространственные распределения.3) Физическая интерпретация результатов модельных расчѐтов и данныхнаблюдений по возмущениям ПЭС ионосферы в периоды подготовки сильныхсейсмических событий.Личный вклад автора.
Автор участвовал в постановке задач, личнос помощью модели UAM выполнил расчѐты по изучению отклика ионосфернойплазмы на сейсмогенные воздействия, численно исследовал зависимостьвозмущений в ПЭС от пространственной локализации (конфигурации границы),амплитуд и режимов действия сейсмогенных источников. По результатам расчѐтовавтором построены глобальные и региональные карты абсолютныхи относительных возмущений ПЭС ионосферы, проведѐн их анализи сопоставление с данными наблюдений и результатами других исследователей,дана физическая интерпретация полученных результатов.
Автор принималнепосредственное участие в обсуждении, написании и подготовке публикацийпо теме диссертационного исследования.Апробация работы и публикации. Основные результаты докладывалисьи обсуждались на IUGG XXIV General Assembly (2007, Perugia, Italy), InternationalWorkshop on Seismo-Electromagnetic Phenomena (2007, Bandung, Indonesia),Международных научно-технических конференциях «Наука и образование» (2007,2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, Мурманск), EGU General Assembly (2008,Vienna, Austria), XXIX General Assembly of URSI (2008, Chicago, USA), XXX URSIGeneral Assembly and Scientific Symposium (2011, Istanbul, Turkey), InternationalConference «Fundamental Space Research» (2008, Sunny Beach, Bulgaria), 31 ом, 32ом,33ем, 34ом и 35ом ежегодных семинарах «Физика авроральных явлений» (2008, 2009,2010, 2011, 2012, Апатиты), 1ой, 2ой, 3ей и 4ой международных конференциях«Atmosphere, Ionosphere, Safety» (2008, 2010, 2012, 2014, Калининград), 7ой, 8ой,9ой8и 10ой международных конференциях «Problems of Geocosmos» (2008, 2010, 2012,2014, Санкт-Петербург), IAGA 11th Scientific Assembly (2009, Sopron, Hungary),38th COSPAR Scientific Assembly (2010, Bremen, Germany), AGU Fall Meeting (2010,San-Francisco, CA, USA), 6ой международной сейсмологической школе«Современные методы обработки и интерпретации сейсмологических данных»(2011, Апатиты), Школе молодых учѐных «Высокоширотные геофизическиеисследования» (2011, Мурманск), International Workshop on ElectromagneticPhenomena Associated with Earthquakes and Volcanoes (EMSEV-2012) (Gotemba,Japan, 2012).Публикации.
По теме диссертации опубликовано 55 работ, из них 10 статейв журналах, включѐнных в перечень ВАК, 6 статей в иных научных журналах,2 коллективные монографии, 17 работ в трудах и материалах научныхконференций и 20 тезисов докладов.Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоитиз введения, 3-х глав, заключения.
Работа содержит 146 страниц текста,в том числе 53 рисунка и 3 таблицы. Список цитируемой литературы содержит228 наименований.КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо Введении обоснована актуальность темы диссертационногоисследования, сформулирована цель работы, приведены сведения о методахисследования, научной новизне, научной и практической значимости,достоверности и обоснованности полученных результатов. Сформулированыположения, выносимые на защиту, представлены личный вклад автора, сведенияоб апробации результатов работы, публикациях, структуре и объѐмедиссертационной работы.Глава первая носит обзорный характер. В п.1.1 Главы 1 на основе анализапубликаций представлены типичные возмущения в вариациях параметровионосфернойплазмы,интерпретируемыекакпредвестникисильныхземлетрясений: 1) возмущения компонент магнитного и электрического полей;2) увеличение диффузности в E и F-слоях, формирование спорадических Еs слоѐвнад областью будущего землетрясения; 3) увеличение (уменьшение) критическихчастот, высоты максимума электронной концентрации и плотности на высотахмаксимумаF2-слоя;4) локальностьвозмущений–ихпривязкак околоэпицентральной и часто магнитосопряжѐнной областям; времена жизни —от нескольких часов до нескольких суток до землетрясения; 5) изменениеTT (terminator time)-характеристик за несколько дней до основного сейсмическогособытия.9В п.1.2 систематизированы и обобщены основные морфологическиеособенности вариаций ПЭС ионосферы, наблюдавшихся перед сильнымиземлетрясениями, рассматриваемые в качестве ИПЗ:1) аномальные сильные (> 30-90%) положительные или отрицательныемодификацииПЭСпередМw≥5землетрясениями,привязанныек околоэпицентральной и часто магнитосопряжѐнной областям.
Вопросдоминирования определѐнного знака сейсмогенной ПЭС-аномалии остаѐтсяоткрытым. Согласно работам Захаренковой И.Е., положительные ПЭС-возмущениярегистрируются чаще, чем отрицательные. В работах Liu J.Y. сообщаетсяо доминировании пониженных значений ПЭС для землетрясений тайваньскогорегиона.2) Пространственные размеры ионосферных ПЭС-аномалий составляют> 1500 км вдоль меридиана и > 3500 км вдоль параллели. Форма и размервозмущѐнных областей в основном сохраняются в течение > 4 часов.3) Формирование ПЭС-аномалий начинается от нескольких дней и часовдо 1-2 недель до землетрясения. Развитие ИПЗ может сопровождаться сменой знакааномалии на противоположный. Непосредственно перед землетрясениемили за несколько часов до него может происходить ослабление аномалии.
Времяжизни сейсмогенного отклонения одного знака составляет 4-6 часов и можетпревышать 12 часов в случаях очень сильных (Мw≥8) землетрясений.4) Положение максимума ПЭС-аномалии не обязательно совпадаетс положением эпицентра землетрясения, но находится в околоэпицентральнойобласти, размеры которой, как указано в п. 2, превышают 1000 кмвдоль геомагнитной параллели и меридиана.5) В случае низкоширотных землетрясений наблюдаются эффектыв аномалии Эпплтона F2-области ионосферы: смещение еѐ «гребней» вплотьдо полного смыкания, заполнение или, в некоторых случаях, углублениеэкваториального провала между «гребнями» аномалии.В п.1.3 автор анализирует возможные механизмы осуществления связейв системе «литосфера-атмосфера-ионосфера». Рассматриваются два пути передачив ионосферу сейсмогенных возмущений через нижележащую атмосферу:атмосферно-волновой (включая акустико-гравитационные (АГВ) и внутренниегравитационные волны (ВГВ)) и электромагнитный каналы.Первый канал не объясняет обнаруженные в ПЭС эффекты: отсутствиеперемещений аномалий (ВГВ характеризуются распространением от источникасо скоростями ~500-700 м/с); отсутствие волновой структуры, наличие магнитнойсопряжѐнности и обнаруженные автором эффекты ночного доминирования.10По этой причине автор рассматривает электромагнитный канал.
В качествефизического механизма формирования ИПЗ в ПЭС рассматривается вертикальныйвверх (вниз) перенос ионосферной плазмы F2-слоя (доминирующий ион – O+)под действием зонального сейсмогенного электрического поля [E×B]-дрейфомв области меньших (больших) концентраций N2 и О2, низких (высоких) скоростейеѐ потерь в ионно-молекулярных реакциях с нейтральным газом:O+ + O2 → O2+ + O + 1.10 эВ(1)++O + N2 → NO + N + 1.55 эВ(2)Вклад реакции (2) является определяющим, т.к. концентрация молекул n(N2)в максимуме F2-слоя превосходит n(O2) более, чем на порядок [Брюнелли Б.Е.,Намгаладзе А.А. Физика ионосферы. М.: Наука, 1988.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
