Автореферат (1150498), страница 3
Текст из файла (страница 3)
528 с.].Во второй главе автор исследует особенности вариаций ПЭС ионосферыдля конкретных сильных землетрясений. В п.2.1 рассматривается вопросопределения спокойных гелиогеофизических условий и фоновой вариации ПЭСионосферы и индексы геомагнитной активности kp, ap, Dst, AE. В п.2.2-п.2.10 авторанализирует ПЭС-возмущения перед конкретными землетрясениями ( 1) Мw6.8,Китира, Южная Греция, 8 января 2006 г.; 2) Мw7.5, Перу, 25 сентября 2005 г.;3) Mw7.0, Гаити, 12 января 2010 г.; 4) Мw7.0, Аргентина 1 января 2011 г.
и Мw7.1,Чили, 2 января 2011 г.; 5) Мw9.0, Япония, 11 марта 2011 г.; 6) Мw7.1, Турция,23 октября 2011 г.; 7) Мw7.4, Курильские острова, 15 января 2009 г.; 8) Мw6.8,Аргентина, 13 ноября 2006 г.; 9) Мw6.8, Индонезия, 26 февраля 2005 г)для спокойных, умеренных и возмущѐнных гелиогеофизических условий,для случаев одиночных сейсмических событий и осложнѐнных «соседней»сейсмической активностью. В п.2.11 исследуется зависимость полученныхрезультатов от метода расчѐта фоновой вариации.
В п.2.12 (Заключение к Главе 2)автор обобщает основные особенности возмущений ПЭС ионосферы,наблюдавшихся перед сильными землетрясениями, приводит новый (дополненныйвыявленными в п.2.2-п.2.10 ионосферными эффектами) перечень ПЭС-аномалий,рассматриваемых в качестве ИПЗ. Показано, что все приведѐнные вышеисследования частных случаев относительных отклонений ПЭС ионосферыот фоновой вариации, наблюдавшихся перед сильными сейсмическими событиями,обнаруживали следующие особенности: 1) Возмущения ПЭС проявлялись в виделокализованных положительных или отрицательных относительных отклоненийот спокойного хода за 1-5 дней до землетрясения.
2) Аномалии существовалив околоэпицентральной и магнитосопряжѐнной к ней областях, время жизнисоставляло более 6 ч. Положение максимума ПЭС-возмущений не совпадалос вертикальнойпроекциейэпицентраземлетрясения.3) Доминирующиевозмущения сопровождались более слабыми возмущениями противоположногознака. 4) В большинстве случаев доминировали положительные аномалии ПЭС.115) Величина возмущений составляла более 40%; пространственные размерыпроявления предвестника при данном уровне – > 15○ вдоль меридиана и > 30○вдоль параллели. 6) Для низкоширотных землетрясений наблюдались эффектымодификации аномалии Эпплтона.Рисунок 1.
Относительные возмущения (%) ПЭС, наблюдавшиесяперед землетрясениями (сверху вниз): 1) Мw7.4, 15 января 2009 г. 17:49 UT(16.01.2009, 03:49LT), Курильские о-ва; 2) Мw9.0, 11 марта 2011 г. 05:46UT /14:46 LT, Япония; 3) Мw7.1, 23 октября 2011 г. 10:41UT / 13:41LT, Турция;4) Мw6.8, 26 февраля 2005 г 12:56UT/19:56LT, Индонезия.Звезда – положение эпицентра. Ромб – магнитосопряженная точка. Серый круг –подсолнечная точка. Чѐрная кривая – линия терминатора. Метки дат (в белыхпрямоугольниках) приведены по универсальному времени (UT).
Все картывыровнены по местному времени.Особенности (1)-(6) согласуются с приведѐнным ранее перечнемсейсмогенных ПЭС-аномалий ионосферы. Результаты автора позволили расширитьэтот перечень новыми признаками: 7) «запрещѐнным» окном для существованияаномалий в околополуденные часы, выраженным в форме существенногоослабления относительных возмущений ПЭС ионосферы с приходом восходного12терминатора, в т.ч. вплоть до их полного уничтожения с приходом подсолнечнойточки, т.е.
с приходом освещѐнной Солнцем хорошо проводящей областиионосферы. 8) восстановление аномалий с уходом заходного (закатного)терминатора.Признаки (7)-(8) другими авторами не назывались и не являютсяединичными случаями. Их иллюстрация представлена на рисунке 1.Особенности (1)-(8) стабильно существовали при различных геофизическихусловиях: как в геомагнитно спокойной, так и возмущѐнной обстановке,для случаев как единичного, «изолированного» землетрясения, так и зашумлѐнныхближней сейсмической активностью, для различных сезонов, долготныхи широтных секторов.Рисунок 2.
Относительные (%) возмущения ПЭС ионосферы, наблюдавшиесяв период 9-12 ноября 2006 г., 02UT - 24UT (слева направо) перед аргентинскимземлетрясением 13 ноября 2006 г., 01:26 UT. Над каждым столбцом отмеченоместное время. Значения kp-индекса приведены в белых прямоугольниках.Установленные особенности вариаций ПЭС ионосферы не являютсяследствием изменения геомагнитной обстановки. Характерным для связанныхс геомагнитной активностью возмущениями является то, что области13их зарождения размещаются в высоких широтах, а сами возмущенияраспространяются к средним и низким широтам со скоростью порядка 500-700 м/с,преимущественно вдоль магнитного меридиана.Пример наложения возмущений от геомагнитной активности в присутствиисейсмогенных возмущений (%) ПЭС ионосферы представлен на рисунке 2для Мw6.8 землетрясения 13 ноября 2006 г, Аргентина.
Из рисунка видно,что увеличение индекса kp до 5 единиц в 17LT 9 ноября 2006 г. сопровождалосьформированием интенсивных положительных возмущений, зародившихсяна высоких широтах, которые распространялись по направлению к экватору.Увеличение индекса kp до 6 единиц сопровождалось усилением положительныхвозмущений ПЭС в обоих полушариях, в южном полушарии также наблюдалисьобширные области отрицательных возмущений ПЭС. Уменьшение значенийиндекса kp до 4 и впоследствии 3 единиц сопровождалось уменьшением величиныПЭС-возмущений и занимаемой ими площади и исчезновением перемещающихся(вдоль меридиана) возмущений.Рисунок 2, на взгляд автора, наглядно демонстрирует различиямежду возмущениями ПЭС ионосферы от сейсмогенных и магнитосферныхисточников; последние при этом чѐтко различимы даже в присутствии первых.Во всех рассмотренных автором случаях сейсмогенные вариации ПЭСионосферы не обладали характеристиками возмущений, связанных с магнитнойактивностью, т.е.
отсутствовали ВГВ и ПИВы.В третьей главе представлены результаты исследований физическогомеханизма формирования ИПЗ в ПЭС ионосферы – электромагнитного дрейфаплазмы F2-области ионосферы в скрещенных электрическом (E) и магнитном (B)полях, – методом математического моделирования с использованием глобальнойтрѐхмерной нестационарной модели верхней атмосферы Земли UAM. В п.3.1-п.3.2обсуждаются возможные механизмы формирования ИПЗ в ПЭС ионосферы и путивозникновения сейсмогенных возмущений ионосферных электрических полей.В п.3.3 описана модель UAM и еѐ модификация, применявшаяся для проведениячисленных экспериментов.
Модель состоит из 4 блоков: 1) нейтральной атмосферыи нижней ионосферы; 2) F2-области ионосферы и плазмосферы; 3) расчѐтаэлектрического поля; 4) магнитосферный блок.В блоке F2-области ионосферы и плазмосферы рассчитываютсяконцентрации ионов атомарного кислорода n(O+) и водорода n(H+), ионная Tiи электронная Te температуры, скорости ионов V(O+) и V(H+) для высот от 175 кмдо 15RE. Все заряженные компоненты верхней атмосферы полагаются полностьюзамагниченными на высотах более 175 км.
В этом блоке решается следующаясистема уравнений [Namgaladze et al., 1988, doi: 10.1007/BF00879812]:14Индексы i, j и e обозначают атомарные ионы O+ и H+ и электроны,соответственно.Символыparиper направления,параллельныеи перпендикулярные геомагнитному полю. D/Dt = / t +(Vper, ) – производнаяЛагранжа вдоль дрейфовой траектории, определяемой из уравнения (6). Qi, Li скорости рождений и потерь атомарных ионов O+ и H+; gpar - проекцияна геомагнитную силовую линию суммы гравитационного и центробежногоускорений; PiQJ - Джоулев нагрев ионного газа; PiTe, PiTj, PiTn - скороститеплообмена между ионами; PeQp, PeQc - скорости локального и нелокальногонагрева электронного газа фотоэлектронами и высыпающимися магнитосфернымиэлектронами; PeTi, PeTj, PeTn - скорости теплообмена между электронами.Более подробное описание уравнений (3)-(8) модели представлено в работе[Namgaladze et al., 1988, doi: 10.1007/BF00879812] и монографии [Брюнелли Б.Е.,Намгаладзе А.А.
Физика ионосферы. М.: Наука, 1988. 528 с.].Блок расчѐта электрического поля решает уравнение для потенциалаэлектрического поля E = численно с учѐтом динамо-действия термосферныхветров:(9)[ ˆ(- V B ) - jm ] = 0,где ˆ - тензор проводимости ионосферы, рассчитываемой с использованиемконцентраций нейтральных и заряженных частиц из блока нейтральной атмосферыи нижней ионосферы; jm – плотность тока магнитосферного происхождения.Для учѐта воздействий на ионосферу сейсмогенными токами уравнение (9)приведено к виду (10)(10)[ ˆ(- V B ) - jm - js] = 0,где js – вертикальный сейсмогенный электрический ток, заданный на нижнейгранице.15В п.3.4-3.5 представлены результаты моделирования сейсмогенныхвоздействий на ионосферу. При помощи глобальной трѐхмерной нестационарнойсамосогласованной модели верхней атмосферы Земли UAM проведены численныеэксперименты:1) путѐм«фиксации»дополнительногосейсмогенногоэлектрического потенциала; 2) путѐм задания вертикального сейсмогенногоэлектрического тока на нижней границе ионосферы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
