Диссертация (1150499), страница 11
Текст из файла (страница 11)
26, но для индонезийского землетрясения 26 февраля2005 г. 12:56UT, 02UT - 24UT (слева направо), 18-26 февраля (сверху вниз) 2005 г.69Как следует из Рис. 32, возмущения ПЭС ионосферы, рассматриваемые как возможныесейсмо-ионосферные предвестники, были наиболее сильно выражены за 3 днядо землетрясения. Аномалии проявились в форме областей пониженных значенийотносительного спокойного хода вариации ПЭС. Они существовали 16 ч с 17LT до 05LT,достигали по величине -45%. Возмущѐнные области располагались вдоль параллелей,проходящих через эпицентр и магнитосопряжѐнную к нему точку.
В околополуденныечасы наблюдалось исчезновение аномалий в ПЭС ионосферы.2.11 Исследование зависимости вычисленных относительных возмущений ПЭСионосферы от ширины окна сглаживанияВ настоящем разделе на примере конкретных сильных сейсмических событийисследуются изменения картотносительныхвозмущений(%)ПЭСионосферыв зависимости от выбранной ширины окна скользящего среднего (т.е. от количества дней,участвующих в вычислении фоновой вариации). Карты относительных возмущенийрассчитывались по формулам (4)-(5), ширина окна скользящего среднего варьировалась.Карты относительных возмущений ПЭС ионосферы для ширины окна скользящегосреднего, равной 3, 7 и 15 дней, представлены на Рис.
33 для случаев вычисления среднегопо «предшествующим», «центральным» и «последующим» моментам времени.Из анализа этих карт следует, что при увеличении окна скользящего среднего,основные свойства вариаций ПЭС ионосферы, наблюдавшихся перед землетрясениями,сохраняются, а именно: 1) дневная (в околополуденные часы) редукция аномалий вплотьдо их полного исчезновения с приходом подсолнечной точки; 2) их восстановлениес уходом закатного терминатора; 3) магнитная сопряжѐнность эффектов. Данные выводыверны как минимум для ширины окон сглаживания, не превосходящей 15 дней(и были проверены на примере трѐх сейсмических событий – Гаити, 12 января 2010 г.,Япония, 11 марта 2011 г.
и Турция, 23 октября 2011 г.).Ряд авторов для определения аномальных значений использует критерий,выраженный не в процентах. В качестве аномальных трактуются значения, лежащиевне интервалаx k, где k – некоторое значение, часто 1.5, 2, 2.5 или 3,- среднеквадратическоеотклонение.Дляанализаэтогоподхода,аименночувствительности определения выбора параметра k в зависимости от ширины окнаскользящего среднего, мы построили карты относительных возмущений ПЭС ионосферы,аналогичныепредставленнымнаРис.33,(т.е.
нормированные на величину СКО):(x x) /выраженныевколичествахсигм70Такоепредставлениепозволяетизбежатьпостроенияотдельныхкартотносительных возмущений для каждого k, а также наглядно визуализироватьего изменение с ростом ширины окна скользящего среднего. Построенные картывозмущений ПЭС ионосферы, нормированные на, представлены на Рис.
34.Из него видно, что перечисленные выше особенности относительных возмущенийПЭС ионосферы, установленные на основе анализа карт возмущений, выраженныхв процентах, сохраняются. Из этого же следует, что переход от процентов к-критериюне имеет существенных преимуществ. Из Рис. 34 видно, что увеличение ширины окнаскользящего среднего сопровождается ростом значений k. Т.о., для заданногофиксированного значения k большим окнам скользящего среднего будет соответствоватьбольшая площадь возмущений. В качестве причин такого поведения можно рассматриватьотклоненияотгауссовазаконараспределенияизучаемойвариации(т.е. как общее свойство рядов с растущей дисперсией).Представленные выше выводы о поведении карт относительных возмущений ПЭСионосферы в зависимости от используемой ширины окна скользящего среднего сделанына основе анализа вариаций ПЭС перед конкретными сейсмическими событиями.Вероятно, полученные результаты можно экстраполировать (как общее свойство рядовс растущей дисперсией), хотя и следует провести аналогичные проверки для другихгелиогеофизических условий.71Рисунок 33.
Карты отклонений (%) ПЭС от невозмущенного состояния для 9 января 2010 г. Фоновая вариация определялась как бегущеесреднее по предшествующим моментам времени. Каждый ряд соответствует ширине окна скользящего среднего (сверху вниз) 3, 7 и 15 дней(количество дней указано справа).72Рисунок 34. Карты относительных отклонений ПЭС от невозмущенного состояния, выраженные в единицах СКО (нормированные на СКО),для 9 января 2010 г. Фоновая вариация определялась как бегущее среднее по предшествующим моментам времени.
Каждый рядсоответствует ширине окна скользящего среднего (сверху вниз) 3, 7 и 15 дней (количество дней указано справа).732.12. Заключение к Главе 2Все приведѐнные выше исследования частных случаев относительных отклоненийПЭС ионосферы от фоновой вариации, наблюдавшихся перед сильными сейсмическимисобытиями, обнаруживали следующие особенности:1) ВозмущенияПЭСионосферыпроявлялисьввиделокализованныхположительных или отрицательных относительных отклонений от спокойного хода,проявляющихся за 1-5 дней до землетрясения.2) Аномалии существовали в околоэпицентральной и магнитосопряжѐнной к нейобластях, время жизни составляло более 6 ч.
Положение максимума проявления сейсмоионосферного предвестника не совпадало с вертикальной проекцией эпицентраземлетрясения (было смещено относительно него).3) Доминирующие возмущения сопровождались более слабыми возмущениямипротивоположного знака.4) В большинстве случаев доминировали положительные аномалии ПЭС.5) Величина возмущений составляла более 40%; пространственные размерыпроявления предвестника при данном уровне – более 15○ вдоль меридиана и более 30°вдоль параллели.6) Для низкоширотных землетрясений наблюдались эффекты модификациианомалии Эпплтона.Указанные выше характеристики согласуются с приведѐнным в начале этой Главысписком особенностей вариаций ПЭС ионосферы, наблюдавшихся в периоды сильныхсейсмических событий.Представленные в настоящей Главе и в ряде работ [Zolotov et al., 2009a, 2009b,2010, 2012; Золотов и др., 2011; Namgaladze and Zolotov, 2011; Namgaladze et al., 2011,2013] исследования ряда частных случаев позволили расширить этот перечень двумяновыми признаками:7) «запрещѐнным» окном для существования аномалий в околополуденные часы,выраженным в форме существенного ослабления относительных возмущений ПЭСионосферы (как положительных, так и отрицательных) с приходом восходноготерминатора, в т.ч.
вплоть до их полного уничтожения с приходом подсолнечной точки,т.е. с приходом освещѐнной Солнцем хорошо проводящей области ионосферы.8) восстановление аномалий с уходом заходного (закатного) терминатора.74Признаки (7)-(8) ранее другими авторами не назывались, и не являютсяединичными случаями. Иллюстрация эффекта «запрещѐнного окна» представленана Рис. 35-36 для 8 сильных сейсмических событий, где приведены карты относительныхвозмущений ПЭС ионосферы (трактуемых в качестве предвестников), упорядоченныепо моментамместноговремени.Данныйэффектмысчитаемсущественнымдля понимания механизма генерации этих возмущений. Более подробно физическиймеханизм формирования аномально возмущѐнных областей ПЭС сейсмической природыбудет рассмотрен в Главе 3 в рамках концепции глобальной электрической цепи (ГЭЦ).Приведѐнные в п.
1-8 особенности стабильно существовали при различныхгеофизических условиях: как в геомагнитно спокойной, так и возмущѐнной обстановке,для случаев как единичного, «изолированного» землетрясения, так и зашумлѐнныхближней сейсмической активностью, для различных сезонов, долготных и широтныхсекторов.Установленные особенности вариаций ПЭС ионосферы не являются следствиемизменения геомагнитной обстановки. Характерным для связанных с геомагнитнойактивностью возмущениями является то, что области их зарождения размещаютсяв высоких широтах, а сами возмущения распространяются к средним и низким широтамсо скоростью порядка 500 м/с, преимущественно вдоль магнитного меридиана. Примерналожения возмущений от геомагнитной активности в присутствии сейсмогенныхвозмущений (%) ПЭС ионосферы представлен на Рис.
37 для Мw6.8 землетрясения13 ноября 2006 г, Аргентина; в белых прямоугольниках отмечены значения kp-индекса.Из рисунка видно, что увеличение индекса kp до 5 единиц в 17LT 9 ноября 2006 г.сопровождалосьформированиеминтенсивныхположительныхвозмущений,зародившихся на высоких широтах, которые распространялись в направлении к экватору.Увеличение индекса kp до 6 единиц сопровождалось усилением положительныхвозмущений ПЭС в обоих полушариях, в южном полушарии также наблюдалисьобширные области отрицательных возмущений (областей пониженных значений) ПЭС.Уменьшение значений индекса kp до 4 и впоследствии 3 единиц сопровождалосьуменьшением амплитуд возмущений и занимаемой ими площади, а также исчезновениемперемещающихся (в меридиональном направлении) возмущений.
Рис. 37, на наш взгляд,нагляднодемонстрируетразличиямеждувозмущениямиПЭСионосферыот сейсмогенных и магнитосферных источников; последние при этом чѐтко различимыдаже в присутствии первых.Во всех рассмотренных нами случаях аномальные сейсмогенные вариации ПЭСионосферы (трактуемые в качестве ионосферных предвестников сильных сейсмических75событий)необладалихарактеристикамивозмущений,связанныхсмагнитнойактивностью, то есть отсутствовали ВГВ (внутренние гравитационные волны) и ПИВы(перемещающиеся ионосферные возмущения).Таким образом, в данной главе проведено сопоставление возмущений ПЭС,связанных с увеличением геомагнитной активности, и вариаций сейсмогенногопроисхождения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
