Диссертация (1150499), страница 15
Текст из файла (страница 15)
46).РассчитанныевозмущенияПЭСсопоставленысданныминаблюденийдля среднеширотного Мw6.8 землетрясения 8 января 2006 г., 11:35UT (13:35LT), (36º 20‘N,23º20‘E), Китира, Южная Греция (Рис. 47).Ряд исследованных нами конфигураций распределений электрических полейпородил не существенно отличающиеся друг от друга возмущения ПЭС. Для облегченияанализапредставленытолькохарактерныеявноразличимыеконфигурации:две для источников дипольного (Рис.
45, a-b) и две для дополнительных сейсмогенныхисточников электрического потенциала положительного типа (Рис. 45, c-d).Рисунок 45. Рассмотренные типы и пространственные конфигурации размещениядополнительных источников сейсмогенного электрического потенциала.98Рисунок 46. Восточная компонента электрического поля (левая колонка)и соответствующие вариации отклонений ПЭС (%) по сравнению с фоновыми значениями(правая колонка) для пространственных размещений дополнительных источников:1) a, b – дипольные и 2) c, d – монопольные, амплитуда дополнительного электрическогопотенциала +10 кВ и +20 кВ.99НаРис.
46представленызональныеэлектрическиеполя,рассчитанныедля различных источников, и генерированные этими полями возмущения ПЭСпо отношению к спокойным фоновым условиям.Как видно из Рис. 46, величина восточной компоненты электрического поляне превышает 16 мВ/м и достигает пиковых значений в отдельных изолированных точках(соответствующихузламчисленнойсетки,ближайшимкузламс внесеннымдополнительным потенциалом).
Такие величины электрических полей согласуютсяс оценками других авторов [Chmyrev et al.,1989; Sorokin et al., 2005a, 2005b],ракетными измерениямиэлектрическихполейбольшойинтенсивностивЕ-слоеионосферы [Yokoyama et al., 2002], также ассоциируемых с сейсмической активностью.Дополнительные источники дипольного типа (10 кВ) генерируют более сильныевозмущения вариаций ПЭС ионосферы по сравнению с монопольными (положительными)источниками электрического поля как в случае +10 кВ заданного электрическогопотенциала, так и +20 кВ.Рисунок 47.
Широтный ход вариаций ПЭС (%) по сравнению с невозмущеннымиусловиями: 1) вычисления UAM (сверху) для 10:00UT (слева) и 21:00UT (справа)и 2) GPS ПЭС дневные (слева) и ночные (справа) наблюдения (снизу)для среднеширотного землетрясения 8 января 2006 г., Китира, Южная Греция.100На Рис. 47 представлен широтный ход возмущений ПЭС по сравнениюсо спокойными условиями для утреннего и вечернего моментов времени для модельногослучая и данными GPS-наблюдений сети IGS для среднеширотного землетрясения8 января 2006 г., Китира, Южная Греция.Из Рис.
47 видно, что вариации ПЭС, порожденные дипольными источниками,повторяютформуиособенностиданныхнаблюдений,положенияминимумови максимумов как для дневных, так и ночных условий (вариантов расчета). Величиныотклонений вариаций ПЭС, порожденных этими источниками, согласуются с даннымиGPS-наблюдений и остаются в пределах погрешности или, как минимум, в пределахобычной (естественной) изменчивости параметра в средних широтах для спокойныхусловий.Дополнительныеисточникимонопольного(положительного)типане воспроизводят амплитуду и структуру (не повторяют ряд характерных особенностейисходных данных наблюдений) как для ночных, так и для дневных условий для среднихширот.Увеличениевеличиныисточникадляданноготипадополнительногоэлектрического потенциала с +10 кВ до +20 кВ не улучшает согласие с данныминаблюдений.1013.4.2.2 Землетрясение 26 сентября 2005 г., ПеруАналогичныйчисленныйэкспериментбылпроведѐндляземлетрясения26 сентября 2005 г., 01:55UT, Мw7.5, Перу13 [Zolotov et al., 2008b].
Моделировалисьэффекты от дополнительных источников сейсмогенного электрического потенциалав конфигурациях, представленных на Рис. 44. Модельные эффекты (генерируемые имивозмущения зональной компоненты электрического поля и соответствующие возмущенияПЭС ионосферы) представлены на Рис. 42 и 49, соответственно.Рисунок 48. Широтная (слева) и долготная (справа) вариация модельных возмущенийэлектрического потенциала на магнитной долготе 210 градусов (вверху слева)и геомагнитной широте 15 градусов (вверху справа) и соответствующие им модельныевозмущения зональной компоненты электрического поля (внизу).13http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenews/2005/usdlad/102Рисунок 49. Широтный ход модельных возмущений ПЭС ионосферы (%), порождѐнныхдополнительными источниками сейсмогенного потенциала, представленными на Рис.
44,и соответствующими им полями (см. Рис. 48).Из результатов моделирования следует, что возмущения ПЭС на низких широтахповторялиструктуруэкваториальнойионизационнойаномалии.Увеличениенаправленной на восток компоненты электрического поля приводило к углублениюминимума экваториальной аномалии («провала» над магнитным экватором в широтномходеэлектроннойконцентрации)вследствиеинтенсификации«фонтан»-эффекта.Как дипольные, так и монопольные (положительные) источники генерировали схожиевозмущения ПЭС ионосферы (в отличие от случая средних широт).
При этом различияпроявлялись в величинах возмущения ПЭС ионосферы: источники дипольного типавызвали существенно большее углубление экваториального провала. Амплитуды пиков(«двугорбых» максимумов по обе стороны от геомагнитного экватора) оставалисьпримерно такими же или незначительно увеличивались. Такое поведение согласуется(как минимум – качественно) с наблюдавшимися перед землетрясением в Перуаномальными вариациями ПЭС.1033.4.2.3 Заключение к п.
3.4 Главы 3С помощью численной модели верхней атмосферы Земли (UAM) был осуществлѐнряд численных экспериментов по воспроизведѐнию возмущений параметров ионосфернойплазмы под действием дополнительных электрических полей предположительносейсмическойприродыдляусловийсреднихинизкихширотнапримерекак синтетического модельного случая, так и для двух конкретных землетрясений.Было показано,чтоэлектромагнитныймеханизм–дрейфплазмыF2-областив скрещенных электрическом E и магнитном B полях, – способен породить возмущения,согласующиеся с наблюдавшимися перед сильными землетрясениями аномалиями в ПЭСионосферы, и достигающими >80% по величине и нескольких тысяч километровпо пространству. Для генерации таких возмущений в ПЭС ионосферы требуетсязональное поле величиной ~4 мВ/м на низких широтах, и ~5-10 мВ/м на средних.Полученные оценки согласуются с данными наблюдений (см.
Табл. 1 и 2). Рассмотреназависимость эффектов в ПЭС ионосферы от конфигурации размещения и типа источниковдополнительного электрического потенциала. Показано, что на низких широтахисточники дипольного и монопольного (положительного) типа различаются в основномвеличинами порождаемых возмущений, на средних широтах возмущения, порождѐнныеисточником электрического потенциала дипольного типа, лучше согласуются с данныминаблюдений.Таким образом, установлено согласие модельных результатов с наблюдениями.Дополнительныеисточникивозмущенийэлектрическогопотенциаладипольногои монопольного типов имеют между собой меньше различий в порождаемых ими ПЭСвозмущеиях в случае низких широт (по сравнению со среднеширотной областью).104Возмущения квазистатического электрического полянад сейсмоактивными зонами по данным инструментальных средствнаблюдений.
По [Золотов, 2014б; Zolotov, 2014]NСредстванаблюдения1INTERCOSMOSBULGARIA –1300;[Chmyrev et al.,1989]2INTERCOSMOSBULGARIA –1300;[Gousheva et al.,2006a]3INTERCOSMOSBULGARIA –1300;[Gousheva et al.,2006b, 2008a]Таблица 1 (начало)ОписаниеChmyrev et al. [1989] сообщали о возмущениях вертикальногоквазистатического электрического поля 3-7 мВ/м (в диапазонечастот 0.1-8 Гц), пульсациях магнитного поля на частоте 1 Гцамплитудой 3 нТл на высотах ~800 км (параметры орбиты спутникаINTERCOSMOS BULGARIA – 1300: перигей – 825 км, апогей –906 км, наклонение – 81.2○).
Возмущения Ez регистрировалисьв ~17:38 UT над эпицентром М 4.8 землетрясения и в ~17:35 UTв магнито-сопряжѐннойобласти,ихразмерсоставил1○-1.5○ вдоль меридиана. В Северном полушарии возмущѐннаякомпонента была направлена вертикально вниз, а в Южном вертикально вверх (стр. 112). Приведѐнные оценки полученына основе анализа данных одного пролѐта спутника; остальныебыли слишком далеко от положения эпицентра землетрясения.Gousheva et al.
[2006a] сообщали о возмущениях до ~7 мВ/мгоризонтальных компонент квазистатического электрического поляза несколько дней или часов до и после землетрясений для низкихи средних широт, а также об увеличениях ионной плотности.Исследовался период 12.08.1981 – 30.12.1981, для анализа отобрано10 сейсмических событий, в работе «конкретные» данныеприведены для 4х из них. Выводы сделаны для М = 5.6 –5.9 землетрясений, имевших место преимущественно в областяхсубдукции.Gousheva et al. [2006b, 2008a] сообщали об аномальныхувеличениях~2-25 мВ/мкомпонентквазистатическогоэлектрического поля за 30 мин – 4 ч до и после среднеширотныхземлетрясений.
Возмущения Ex, Ey и Ez составили 10, 14 и 25 мВ/мсоответственно.Возмущенныеобластибылисмещеныотносительно положения эпицентра землетрясения к северу,их размеры составили >5○-20○. В ряде случаев наблюдалисьвозмущения ионной плотности. Результаты приведены для периода16.09.1981 – 01.10.1981, данные представлены для 6 М5.1 -5.9землетрясений.105Возмущения квазистатического электрического полянад сейсмоактивными зонами по данным инструментальных средствнаблюдений.
По [Золотов, 2014б; Zolotov, 2014]N4СредстванаблюденияINTERCOSMOSBULGARIA –1300;[Gousheva et al.,2007a, 2007b,2008b]5INTERCOSMOSBULGARIA –1300;[Gousheva et al.,2009]6INTERCOSMOSBULGARIA –1300;[Gousheva et al.,2012]Таблица 1(продолжение)ОписаниеGousheva et al. [2007a, 2007b, 2008b] сообщали о вариацияхвертикальной компоненты квазистатического электрического полядля различных широтных секторов.Полярные широты: возмущение Ez 1) ~26 мВ/м за 33 чдо землетрясения, возмущѐнная область смещена к северуотносительно положения эпицентра; 2) 15 мВ/м за 31 миндо землетрясения (над эпицентральной областью); 10 мВ/мчерез 58-59 ч после землетрясения.Средниешироты:возмущениеEz~15 мВ/мза89 чдо землетрясения со смещением к северу от эпицентра; ~15 мВ/мчерез 43 ч после землетрясения в области эпицентра.Низкие и экваториальные широты: возмущение Ez 1) 5-10 мВ/мза 12ч до землетрясения со смещением к югу от положенияэпицентра; 2) ~10 мВ/м 32-33 ч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
