• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

Интерпретация результатов наблюдений глобального электромагнитного резонанса с помощью локального возмущения ионосферы над очагом землетрясения

Рубрика: 
РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН, РАДИОЛОКАЦИЯ И ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ
Николаенко, АП, Галюк, ЮП, Хайакава, М
Organization: 

 

Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины
12, ул. Акад. Проскуры, Харьков, 61085, Украина
E-mail: sasha@ire.kharkov.ua

Санкт-Петербургский государственный университет
35, Университетский просп., Санкт-Петербург, Петергоф, 198504, Россия
E-mail: j.galuk@spbu.ru

Институт Хайакавы, Компания сейсмического электромагнетизма,
Инкубационный центр 508 Университета электросвязи
1-5-1 Чофугаока, Чофу, Токио, 182-8585, Япония
E-mail: hayakawa@hi-seismo-em.jp
https://doi.org/10.15407/rej2019.03.021
Язык: русский
Аннотация: 

 

Предмет и цель работы. Моделируются возмущения амплитудных спектров вертикального электрического и го-ризонтального магнитного полей сигналов глобального электромагнитного (шумановского) резонанса за счет ло-кальной сейсмогенной неоднородности средней атмосферы. Рассмотрен точечный источник радиоволн, располо-женный в Юго-Восточной Азии, Африке или Южной Америке. Наблюдатель расположен в обсерватории Мошири, Япония (44,37 с. ш., 142,25 в. д.), а очаг землетрясения, модифицирующий среднюю атмосферу, находится на Тайване (21,82 с. ш. 120,81 в. д.). Рассмотрены возмущения амплитудных спектров шумановского резонанса. Продемонстрировано их подобие наблюдаемым данным.

Методы и методология работы. Для определения параметров распространения сверхнизкочастотных (СНЧ) ра-диоволн используется метод полного поля в форме уравнения Риккати. Спектральные компоненты полей вычисля-ются с помощью двумерного телеграфного уравнения, в котором заложены параметры однородного и неоднород-ного промежутка Земля–ионосфера.

Результаты работы. Получены численные оценки влияния локальной сейсмогенной неоднородности на амплитудные спектры электрического и магнитного полей в области частот глобального электромагнитного (шумановского) резонанса. Показано подобие модельных и наблюдавшихся спектров.

Заключение. Предложенная модель сейсмогенного возмущения средней атмосферы позволяет успешно интерпре-тировать наблюдаемые СНЧ-данные. 

 
Ключевые слова: возмущение поля на локальной неоднородности, сейсмогенное возмущение проводимости средней атмосферы, шумановский резонанс

Статья поступила в редакцию 26.12.2018
PACS: 93.85.Bc; 93.85.Jk; 94.20.Cf; 94.20.ws
УДК 537.87:550.380.2
Radiofiz. elektron. 2019, 24(3): 21-29

Полный текст (PDF)

References: 
  1. Ouzounov D., Pulinets S., Hattori K., and Taylor P. Pre-Earthquake Processes: A Multidisciplinary Approach to Earthquake Prediction Studies. Geophys. Monograph Ser. 1st ed. Hoboken, NJ.: John Wiley & Sons, Inc.; Washington, D.C.: American Geophysical Union, 2018. 384 p.
  2.  Hayakawa M., Molchanov O.A. Seismo-electromagnetics as a new field of radiophysics: Electromagnetic phenomena associated with earthquakes, Radio Sci. Bull. 2007. N 320. P. 8–17.
  3. Ohta K., Watanabe N., Hayakawa M. Survey of anomalous Schumann resonance phenomena observed in Japan, in possible association with earthquakes in Taiwan. Phys. Chem. Earth, Pafrts A/B/C. Vol. 31, Iss. 4–9. P. 397–402. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pce.2006.02.031.
  4.  Nickolaenko A. P., Hayakawa M., Sekiguchi M., Ando Y. and Ohta K. Model modifications in Schumann resonance intensity caused by a localized ionosphere disturbance over the earthquake epicenter. Ann. Geophys. 2006. Vol. 24, N 2. P. 567–575. DOI: https://doi.org/10.5194/angeo-24-567-2006.
  5.  Hayakawa M., Nickolaenko A.P., Sekiguchi M., Yamashita K., Yu-ichi Ida, Yano M. Anomalous ELF phenomena in the Schumann resonance band as observed at Moshiri (Japan) in possible association with an earthquake in Taiwan. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2008. Vol. 8, N 6. P. 1309–1316. DOI: https://doi.org/10.5194/nhess-8-1309-2008.
  6.  Hayakawa M., Hobara Y., Ohta K., Izutsu J., Nickolaenko A.P., Sorokin V. Seismogenic effects in the ELF Schumann resonance band. IEEJ Trans. FM. 2011. Vol 131, Iss. 9. P. 684–690. DOI: https://doi.org/10.1541/ieejfms.131.684.
  7.  Schekotov A.Y., Molchanov O.A., Hayakawa M., Fedorov E.N., Chebrov V.N., Sinitsin V.I., Gordeev E.E., Andreevsky S.E., Belyaev G.G., Yagova N.V., Gladishev V.A. and Baransky L.N. About possibility to locate an EQ epicenter using parameterts of ELF/ULF preseismic emission. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2008. Vol. 8, Iss. 6. P. 1237–1242. DOI: https://doi.org/10.5194/nhess-8-1237-2008.
  8.  Zhou H., Zhou Z., Qiao X. and Yu H. Anomalous phenomena in Schumann resonance band observed in China before the 2011 magnitude 9.0 Tohoku-Oki earthquake in Japan. J. Geophys. Res. Atmos. 2013. Vol. 118, Iss. 23. P. 13,338–13,345. DOI: 10.1002/2013JD020269.
  9.  Schekotov A.Y., Zhou H.J., Qiao X.L., Hayakawa M. ULF-ELF Atmospheric radiation in possible association to the 2011 Tohoku earthquake as observed in China. Earth Sci. Res. 2016. Vol. 5, No.2, 2016, DOI: http://dx.doi.org/10.5539/esr.v5n2p47.
  10.  Hayakawa M., Hobara Y., Ohta K., Izutsu J., Nickolaenko A.P., Sorokin V. Seismogenic effects in the ELF Schumann resonance band. IEEJ Trans. Fundam. Mater. 2011. Vol. 131, Iss. 9. P. 684–690. DOI: https://doi.org/10.1541/ieejfms.131.684.
  11. Николаенко А.П., Галюк Ю.П., Хайакава М. Модель локального возмущения нижней ионосферы над очагом землетрясения и его влияние на сигналы глобального электромагнитного резонанса. Радіофізика та електроніка. 2019. Т. 24, № 1. С. 33–46. DOI: https://doi.org/10.15407/rej2019.01.033.
  12. Sorokin V.M., Hayakawa M. On the generation of narrow-banded ULF/ELF pulsations in the lower ionospheric conducting layer. J. Geophys. Res. 2008. Vol. 113, Iss. A6. P. A06306 (6 p.). DOI: https://doi.org/10.1029/2008JA013094.
  13. Hayakawa M., Ohta K., Sorokin V.M., Yaschenko A.K., Izutsu J., Hobara Y. and Nickolaenko A.P. Interpretation in terms of gyrotropic waves of Schumann-resonance-like line emissions observed at Nakatsugawa in possible association with nearby Japanese earthquakes, J. Atmos. Solar-Terr. Phys. 2010. Vol. 72, Iss. 17. P. 1292–1298. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jastp.2010.09.014.
  14.  Ohta K., Izutsu J., Schekotov A. and Hayakawa M. The ULF/ELF electromagnetic radiation before the 11 March 2011 Japanese earthquake. Radio Sci. 2013. Vol. 48, Iss. 5. P. 589–596. DOI: https://doi.org/10.1002/rds.20064.
  15.  Hayakawa M., Rozhnoi A., Solovieva M., Hobara Y., Ohta K., Schekotov A. and Fedorov E. The lower ionospheric perturbation as a precursor to the 11 March 2011 Japan earthquake. Geomat. Nat. Haz. Risk. 2013. Vol. 4, Iss. 3. P. 275–287. DOI: https://doi.org/10.1080/19475705.2012.751938.
  16.  Asano T. and Hayakawa M. On the Tempo-Spatial Evolution of the Lower Ionospheric Perturbation for the 2016 Kumamoto Earthquakes from Comparisons of VLF Propagation Data Observed at Multiple Stations with Wave-Hop Theoretical Computations. Open J. Earthq. Res. 2018. Vol. 7, N 3. P. 161–185. DOI: https://doi.org/10.4236/ojer.2018.73010.