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

Інтерпретація спостережень глобального електромагнітного резонансу за допомогою локального збурення іоносфери над очагом землетрусу

Рубрика: 
ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ, РАДІОЛОКАЦІЯ ТА ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ
Ніколаєнко, ОП, Галюк, ЮП, Хайакава, М
Organization: 

 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О.Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: sasha@ire.kharkov.ua

Санкт-Петербурзький державний університет
35, Університетський просп., Санкт-Петербург, Петергоф, 198504, Росія
E-mail: j.galuk@spbu.ru

Інстітут Хайакава, Компанія сейсмічного електромагнетизму,
Інкубаційний центр 508 Університету електрозв'язку,
1-5-1 Чофугаока, Чофу, Токіо, 182-8585, Японія
E-mail: hayakawa@hi-seismo-em.jp
https://doi.org/10.15407/rej2019.03.021
Мова: російська
Анотація: 

 

Предмет і мета роботи. Моделюються збурення амплітудних спектрів вертикального електричного та горизонтального магнітного поля сигналів глобального електромагнітного (шуманівського) резонансу, що виникають завдяки локальній сейсмогенній неоднорідності середньої атмосфери. Розглянуто точкове джерело радіохвиль, розташоване на південному сході Азії, в Африці, чи в Південній Америці. Спостерігач розташований в обсерваторії Моширі, Японія (44,37° п. ш., 142,25° с. д.), а осередок землетрусу, що модифікує середню атмосферу, знаходиться на Тайвані (21,82° п. ш. 120,81° с. д.). Розглянуто збурення амплітудних спектрів шуманівського резонансу. Продемонстровано їх подібність до даних спостережень.

Методи і методологія роботи. Для визначення параметрів поширення наднизькочастотних (ННЧ) радіохвиль використовується метод повного поля в формі рівняння Ріккаті. Спектральні компоненти полів знаходяться чисельно за допомогою двовимірного телеграфного рівняння (ДТР), в якому закладені параметри регулярного і неоднорідного проміжку Земля–іоносфера.

Результати роботи. Одержано чисельні оцінки впливу локальної сейсмогенної неоднорідності на амплітудні спектри електричного та магнітного полів в області частот глобального електромагнітного (шуманівського) резонансу. Показано подібність модельних спектрів до спектрів, що спостерігалися.

Висновок. Запропонована модель сейсмогенних збурень середньої атмосфери дозволяє успішно інтерпретувати дані ННЧ-спостережень.
Ключові слова: збурення поля на локальній неоднорідності, сейсмогенні збурення провідності середньої атмосфери, шуманівський резонанс

Стаття надійшла до редакції 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

Повний 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.