Автореферат (1150759), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Однако замечено, что коэффициенты корреляции длясейсмометра на высоких частотах (выше 280 мкГц) превысили уровень значимости 90% какдля приливов, так и для собственных колебаний атмосферы. Это обстоятельство объясняетсяв следующем разделе.В разделе 3.3 “Исследование связи собственных колебаний Земли с крупномасштабнойдинамикой атмосферы” подсчитан коэффициент корреляции между индексами АО игармониками СКЗ 0S2. Расчеты производились также, как и в разделе 3.2.
Обнаружено, чтокоэффициент корреляции для четырех из пяти компонент СКЗ превысил уровень значимости90%. Это говорит о том, что в сейсмически спокойные периоды источником генерации СКЗможет быть атмосфера. Известно, что СКЗ не являются устойчивыми колебаниями, а значитто обстоятельство, что коэффициенты корреляции для сейсмометра на частотах выше 280мкГц превысили уровень значимости 90% для приливов и СКА, является следствиемвышеупомянутой особенности СКЗ. Это является дополнительным аргументом в пользупредположения, высказанного выше.
Важно, что коэффициенты корреляции оказалисьположительными: это позволяет предложить простой физический механизм передачиатмосферных возмущений к твердой Земле. Ранее в работах сейсмологов [см., например,Nishida K., Kobayashi N., 1999; Nishida K., Fukao Y., 2007] было показано, что источникамфоновых СКЗ 0Sn в диапазоне частот 2-7 мГц, которые на порядок и более превышаютчастоты СКЗ 0S2, является атмосфера. Естественно предположить, что и источникомфоновых СКЗ 0S2 также является атмосфера.В Главе 4 “Выявление короткопериодных собственных колебаний атмосферы побарометрическим данным Глобального Геодинамического Проекта” демонстрируютсяконкретные проявления СКА в диапазоне периодов ~ 1 – 5 ч.
Поиск СКА проводился наосновании двух ожидаемых особенностей этих колебаний – колебания должны бытьглобальными и длиться не менее нескольких суток подряд. К исследованию былипривлечены барометрические измерения вариаций давления атмосферы у поверхности на 9станциях Глобального геодинамического проекта (ГГП), расположенных в разных частяхЗемного шара.
Был выбран временной интервал с 16 января по 17 июля 2009 года. Израссмотрения были удалены интервалы около частот приливных гармоник. Таким образом,все оставшиеся реальные колебания должны быть гравитационными СКА. Был обнаруженбольшой набор осцилляций, которые могут претендовать на глобальность. Из всего этогонабора были выделены 8 случаев надежного проявления СКА, поскольку проводиласьоценка вероятности того, что выявленное СКА является следствием случайного появленияспектральных пиков. Оценки показали, что в этих случаях СКА не являются ложными. Тринаиболее ярких примера СКА продемонстрированы на рис.
3-5.10 31.03-4.0430.03-3.04456456453-7.042-6.041-5.046456454-9.046456-11.045-10.04645645675MС5025080MOBHMBPEKACAНормализованная плотность спектра мощности40080400120804007550250120804005025080SU400405060704050607040506070405060704050Частота, мкГц607040506070405060704050607080 Рис. 3. Пример выявления СКА около частоты 52.1 мкГц (период 5 ч 20 мин) по спектрам пятисуточных рядов для 8 станций ГГП с 30марта по 11 апреля 2009 года.
Вертикальные пунктирные линии – гармоники солнечного прилива, номера которых даны сверху у этихлиний. Горизонтальная пунктирные линии дают уровень значимости 90%. Сплошные вертикальные линии ограничивают частотныйинтервал, в котором обнаружено СКА. Слева – аббревиатуры станций наблюдения. Сверху – даты первого и последнего дня пятидневок. 11 816-20.0615-19.0614-18.069108910818-22.0617-21.069108910819-23.06910820-24.06910821-25.06910891040NY2006040MС20MOBHMBPEKACAНормализованная плотность спектра мощности060402006040200402007550250603005025060SU30080901001108090100110809010011080901001108090Частота, мкГц100110809010011080901001108090100110120 Рис. 4. То же, что на рис.
3, но для СКА около частоты 88.0 мкГц (период 3 ч 9 мин), регистрируемого по 9 станцям ГГП с 14 по 25 июня2009 года.12 6-10.04117-11.041213140150118-12.04121314015011121350MC25MO400BHMBPEKACAНормализованная плотность спектра мощности200502505025040200201005025040SU200120130120130Частота, мкГц120130140150160 Рис.
5. То же, что на рис. 3, но для СКА около частоты 134.4 мкГц (период 2 ч 4 мин),регистрируемого по 8 станцям ГГП с 6 по 12 апреля 2009 года.Основные результаты, полученные в диссертационной работе1.Двумя методами, примененными к спектрам, полученным по годичнымодновременным рядам измерений совмещенными барометром и сейсмометром для пятичастотных перекравающихся интервалов в области частот 50-310 мкГц (периоды от ~ 5 до ~1 ч.), выявлена периодичность в группировании спектральных пиков на оси частот спериодом 6.1±0.3 мкГц, что близко к теоретически предсаказанной величине. Побарометрическим измерениям, полученным на станциях Глобального геодинамическогопроекта, выявлены конкретные проявления СКА вплоть до частоты 135 мкГц (период около2 ч). Таким образом, если ранее удавалось зарегистрировать СКА до периодов ~ 7 ч, тотеперь можно считать доказанным их существование до периодов порядка 2 ч.Поскольку СКА возникают в результате нелинейных динамических процессов в масштабевсей атмосферы, расширение диапазона периодов регистрируемых СКА может оказатьсяполезным в будущем как метод исследования и (или) классификации динамическогосостояния атмосферы, подобно тому как наблюдения собственных колебаний Солнца(акустические p-моды) служат методом исследования вариаций его внутреннего состояния.2.Впервые показано, что горизонтальные сейсмометры или горизонтальные каналытрехканальных сейсмометров уверенно регистрируют волны и колебания атмосферы в13 диапазоне периодов ~ 2 – 50 суток.
Тем самым установлена природа шума, регистрируемогов данном диапазоне периодов в показаниях любых сейсмических приборов. Показано, чтоперемещения массы воздуха, сопровождающие распространение волн Россби, можетприводить к наклонам земной поверхности таким же по порядку величины как при циклонахи антициклонах.3.Сейсмометрические измерения уверенно демонстрируют положительную корреляциюмежду индексом циркуляции атмосферы АО и СКЗ 0S2 около частоты 0.3 мГц (период 54мин). Это указывает на движения атмосферы как источник генерации этого СКЗ всейсмически спокойные периоды.
Полученный результат находится в согласии сисследованиями сейсмологов, которые ранее другими методами получили аналогичныйрезультат, но для сфероидальных СКЗ на частотах на порядок и более высоких (диапазон 2 –7 мГц, периоды ~ 8 – 2 мин).Основные публикации по теме диссертацииСтатьи в журналах, рекомендованных ВАК:1) Швед Г.М., Ермоленко С.И., Хофманн П. Регистрация собственных колебанийатмосферы в диапазоне периодов 1-5 часов // Изв.
РАН. Физика атмосферы и океана.2015. Т. 51. № 5. С. 562-569.2) Швед Г.М., Ермоленко С.И., Карпова Н.В., Вендт З., Якоби К. Регистрацияглобальных осцилляций атмосферы сейсмическими приборами // Физика Земли. 2013.№ 2. С. 131142.3) Shved G.M., Karpova N.V., Petrova L.N., Orlov E.G., and Ermolenko S. I. Steadyfrequency waves at intradiurnal periods from simultaneous co-located microbarometer andseismometer measurements: a case study // Ann.Geophys.
2011. V. 29. P. 11531167.Цитируемая литератураБеляев Т.М., Швед Г.М. Короткопериодные собственные колебания атмосферы // Изв. РАН.Физика атмосферы и океана. 2014. Т. 50. № 6. С. 639–646.Nishida K., Kobayashi N. Statistical features of Earth’s continuous free oscillations // J. Geophys.Res. 1999. V.
104(B). P. 28,741–28,750.Nishida K., Fukao Y. Source distribution of Earth’s background free oscillations // J. Geophys. Res.2007. V.112. B06306. doi:10.1029/2006JB004720.14 .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
