Автореферат (1150498), страница 4
Текст из файла (страница 4)
На основе анализа результатовмоделирования сделан вывод, что указанный механизм может приводитьк наблюдаемым возмущениям в ПЭС ионосферы, и были получены следующиеоценки.С помощью метода «фиксации» дополнительного сейсмогенного потенциалапоказано:1) Для генерации возмущений ПЭС, аналогичных наблюдавшимсяперед сильными землетрясениями, на ионосферных высотах требуются зональноеполе амплитудой 4-10 мВ/м на средних широтах и 2-4 мВ/м на низкихи эваториальных широтах. Указанные величины больше типичных спокойныхзначений (1 и 0.2 мВ/м соответственно), но значительно меньше высокоширотныхэлектрических полей магнитосферного происхождения (15-25 мВ/м) для тех жеспокойных условий.
Полученные оценки величины сейсмогенного электрическогополя согласуются с данными спутниковых наблюдений INTERCOSMOSBULGARIA-1300, DEMETER, оценками по данным ионозондов, не превышаютзначений электрических полей высокой интенсивности в Е-слое ионосферыпо данным ракетных измерений.2) Зависимость эффектов в ПЭС ионосферы от типа («дипольного»или «монопольного») конфигурации размещения источника дополнительногоэлектрического потенциала на низких широтах слабая. Источники как дипольного,так и монопольного типа генерируют сходные по структуре возмущения,но амплитуда возмущений от источников дипольного типа больше.3) Зависимость эффектов в ПЭС ионосферы от типа («дипольного»или «монопольного») и конфигурации пространственного размещения источникана средних широтах: источники монопольного типа воспроизводят возмущенияв ПЭС хуже, чем дипольные.4) Полученные распределения вариаций относительных возмущений ПЭСионосферы от этих полей согласуются как со средней картиной, так и для случаевконкретных сильных сейсмических событий.С помощью метода задания вертикального электрического тока в качественижнего граничного условия для уравнения электрического потенциала полученыследующие оценки:1) Ток плотностью 10-6А/м2 (точечный источник) порождает возмущения16ПЭС ионосферы, существенно превосходящие наблюдающиеся перед сильнымиземлетрясениями, и приводит к физически неоправданным скоростямвертикального дрейфа.
Точечный источник величиной 10-9А/м2 приводитк формированию слабых по величине возмущений ПЭС ионосферы. Численныеэксперименты для землетрясения 12 января 2010 г. (Гаити) показали,что для воспроизведения наблюдавшихся в ПЭС ионосферы эффектов требуетсялинейно распределѐнный источник амплитудой 20 нА/м2.2) Токи на низких и экваториальных широтах приводят к возникновениюменьших по величине электрических полей и возмущений ПЭС, чем в случае такихже источников на средних широтах.
Такая особенность связана с изменением угланаклона силовых линий геомагнитного поля относительно поверхности Землипо мере «движения» от полюса в направлении экватора.3) Модельные эксперименты воспроизводят обнаруженные автором эффектыночного доминирования аномалий и их ослабления с приходом восходноготерминатора и подсолнечной точки.Таким образом, методом математического моделирования выполненапроверка эффективности электромагнитного механизма формирования ИПЗ в ПЭСионосферы – электромагнитного дрейфа плазмы F2-области ионосферыв скрещенных электрическом (E) и магнитном (B) полях. Показано, что указанныймеханизм способен породить возмущения ПЭС ионосферы, согласующиесяс наблюдавшимися перед сильными землетрясениями.С учѐтом того, что использованная в модельных расчѐтах величинаплотности тока (~10-8A/м2) на 4 порядка превосходит так называемыйток «хорошей погоды», требуемое возмущение концентрации зарядов можнооценить как nd ~ 104nQ, где nd соответствует сейсмовозмущѐнным значениям,nQ - концентрация зарядов в спокойных условиях.
Для такого увеличенияколичества зарядов требуется появление источника ионизации в зоне разломовили уменьшение скорости рекомбинации заряженной компоненты (ионэлектронной и ион-ионной рекомбинации). Оба фактора в условиях подготовкисильных землетрясений могут действовать совместно.Очевидно, что такие интенсивные токи не могут существовать долго(> 2-4 суток), соответствуют экстремальным ситуациям подготовки сильныхземлетрясений, сопровождающимся появлением вблизи тектонических разломовмощных источников ионизации (радон, «положительные дыры») и большимивозмущениями ПЭС. Их выявление затруднено отсутствием достаточно густойсети регулярных измерений именно вертикальных токов, а не электрических(требующих знания проводимости) или магнитных (зашумлѐнных полямиот ионосферных и магнитосферных токов) полей. Но их существование косвенно17подтверждается наблюдениями вблизи эпицентров готовящихся землетрясенийстабильных магнитосопряжѐнных возмущений ПЭС, не перемещающихся вдольмеридиана, и соответствующими модельными расчѐтами.Предложенный механизм осуществления литосферно-ионосферной связипозволяет объяснить все представленные в пп.
(1)-(8) особенностипредсейсмических вариаций ПЭС ионосферы:Магнитная сопряжённость сейсмо-ионосферных эффектов: электрическиеполя, если появляются в одном из полушарий, распространяютсяв противоположное полушарие вследствие эквипотенциальности силовых линийгеомагнитного поля, что приводит к одному и тому же электрическому потенциалуи электрическим полям в обоих полушариях; эффекты такого поля не обязаныбыть одинаковыми и могут отличаться из-за различий в нейтральном составе.Эффект терминатора и подсолнечной точки: электрические поляопределяются локальной проводимостью.
Приход освещѐнной Солнцем областиионосферы соответствует приходу области повышенной ионизации и повышеннойпроводимости, что должно приводить к ослаблению электрического поля вплотьдо его полного исчезновения. Снятие поля приводит к исчезновению аномалий,возможно, с задержкой вследствие инертности ионосферы.Модификация экваториальной ионизационной аномалии (Эпплтона):аномалия Эпплтона определяется электрическими полями; появлениедополнительного сейсмогенного электрического поля должно приводитьк еѐ модификации как единой структуры (двух максимумов по обе стороныи провала над геомагнитным экватором совместно).Локализация ПЭС-аномалии соответствует расположению источникасейсмогенного вертикального электрического тока, текущего над разломамимежду Землѐй и ионосферой в периоды подготовки сильных сейсмическихсобытий.Время жизни сейсмо-ионосферной ПЭС-аномалии соответствует временижизни сейсмогенного вертикального электрического тока.
Может быть объяснено,если процесс подготовки сейсмического события, занимает достаточно длительныйпериод времени.В Заключении сформулированы основные результаты диссертационнойработы.1) На основе анализа вариаций ПЭС ионосферы в периоды,предшествующие сильным сейсмическим событиям, на примере ряда сильныхземлетрясений в условиях различной геофизической активности, сезонов,долготных и широтных секторов показано: сейсмо-ионосферные предвестники18в ПЭС проявляются в виде i) крупномасштабных (> 1000 км) долгоживущих(> 4-6 ч)неоднородностей,локализованныхвоколоэпицентральнойи магнитосопряжѐнной к ней областях. ii) Относительные возмущения ПЭСреагируют на изменение условий освещѐнности: ослабляются вплоть до полногоуничтожения с приходом утреннего (восходного) терминатора и подсолнечнойточки и восстанавливаются после ухода вечернего (заходного) терминатора.Указанные эффекты положения терминатора и подсолнечной точки выявленывпервые и ранее другими авторами не сообщались.2) Изучен физический механизм формирования ПЭС-аномалий – дрейфионосферной плазмы F2-области в скрещенных электрическом (Е) и магнитном (В)полях – и механизм осуществления связи системы «литосфера-атмосфераионосфера» на основе вертикального электрического тока сейсмическогопроисхождения.3) Впервые с использованием глобальной трѐхмерной нестационарноймодели верхней атмосферы Земли UAM методом физико-математическогомоделированияi) проверенаэффективностьпредложенногомеханизмаэлектромагнитного [E×B] дрейфа и принципиальная возможность генерациис его помощью возмущений ПЭС ионосферы, аналогичных наблюдавшимсяперед сильными землетрясениями.
ii) Предложены конфигурации пространственныхраспределенийтребуемыхсейсмогенныхэлектрическихпотенциалов(электрических зарядов), необходимых для генерации наблюдавшихся возмущенийПЭС ионосферы. Исследована зависимость возмущений от типа дополнительноговносимого источника (монопольного – состоящего из зарядов одного знака;дипольного – состоящего из зарядов разных знаков на границах возмущѐннойобласти).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
