Диагностика ионосферных возмущений над сейсмоопасными регионами

• Автор: Давиденко, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 25.00.29
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Основные этапы обнаружения и исследований ионосферных предвестников землетрясений и методы их мониторинга
1.1 Основные понятия сейсмологии
1.2 История обнаружения ионосферных эффектов на стадии подготовки сильных
землетрясений
1.3 Международная кооперация по организации мониторинга краткосрочных предвестников землетрясений
Выводы
Глава 2. Физика и морфология ионосферных предвестников землетрясений на различных высотах
2.1 Ионосферные аномалии в области В ионосферы, наблюдаемые перед сильными
землетрясениями
2.2 Реакция области Е ионосферы на процесс подготовки сильных землетрясений
2.3 Область Г как основной носитель информации об ионосферных предвестниках
землетрясений
2.4 Плазмосферные эффекты в период подготовки сильных землетрясений
2.5 Физическая модель генерации ионосферных аномалий перед землетрясениями
Выводы
Глава 3. Методы обработки данных мониторинга ионосферы с целью распознавания ионосферных предвестников землетрясений
3.1 Использование физических и морфологических свойств ионосферных аномалий для
распознавания предвестников
3.2 Применение метода распознавания образов для генерации «маски» ионосферного
предвестника землетрясения
3.3 Применение корреляционного анализа для идентификации ионосферных
предвестников землетрясений
3.4 Региональная изменчивость ионосферы как признак подготовки землетрясения
3.5 Картирование ионосферы с целью определения положения эпицентра будущего
землетрясения и оценки его магнитуды
3.6 Интегральные параметры как метод экспресс-анализа наличия предвестников

3.7 Место ионосферных предвестников в многопараметрическом мониторинге краткосрочных предвестников землетрясений
3.8 Блок-схема системы мониторинга ионосферных предвестников землетрясений в реальном времени
Выводы
Заключение
Список литературы

Введение
Актуальность темы исследования
Результаты ионосферных исследований последних лет, полученные и опубликованные в разных странах, не оставляют сомнения в том, что сейсмическая активность является одним из источников изменчивости ионосферы. При этом величина наблюдаемых возмущений электронной концентрации часто бывает такого же порядка, а иногда превосходит амплитуду возмущений во время сильных геомагнитных бурь. В то же время сейсмо-ионосферные вариации до самого последнего времени не учитывались ни одной из используемых в практике прогноза радиоволн моделей ионосферы. Известные сегодня и зарегистрированные экспериментально аномалии распространения радиоволн различных диапазонов от очень низкочастного (ОНЧ) до сверхвысокочастотного (СВЧ), в том числе в диапазоне навигационных систем ГЛОНАСС/СРБ, ставят на повестку дня исследования морфологических характеристик и регулярного мониторинга сейсмо-ионосферных аномалий для получения ионосферных поправок в целях систем навигации и других радиотехнических систем.
Знание морфологических свойств сейсмо-ионосферных аномалий, а также разработка методов обнаружения сейсмо-ионосферных аномалий позволят включить их в современные модели ионосферы и осуществлять прогноз распространения радиоволн различных диапазонов над сейсмоактивными областями нашей планеты.
Естественная радиоактивность Земли, приводящая к генерации ионосферных аномалий, вносит существенный вклад в баланс глобальной электрической цепи (ГЭЦ), а исследование эффектов ионизации позволит существенно уточнить современную модель ГЭЦ.
Разработка методов автоматической идентификации сейсмо-ионосферных аномалий за несколько суток до сейсмического толчка, позволит в будущем использовать эту информацию совместно с другими данными сейсмического мониторинга в системах раннего оповещения о готовящихся землетрясениях.
Степень разработанности темы исследования
Изучение электромагнитных эффектов в ионосфере, предшествующих сильным землетрясениям, началось во второй половине 20 века в период активного развития средств радиозондирования ионосферы.
Первооткрывателями ионосферных предвестников землетрясений были М.Г. Анцелевич, Е.А. Датченко, В.И. Уломов, С.П. Чернышева. Они первыми обнаружили аномальные возмущения электронной концентрации в областях Е и Б при исследовании ионосферной обстановки перед землетрясением в Ташкенте 1966 года.

состоявшееся 16 августа 2008 года (229 день) в 04:01 Ш эпицентр землетрясения М=5.7 был расположен на расстоянии 415 км от эпицентра землетрясения М=6.3 в точке с координатами (52,27; 98,21), глубина гипоцентра Ь=12 км. При обработке данных, содержащих информацию по Р2-слою - значения критической частоты (/оЕ2), было обнаружено большое количество временных промежутков, в которые значения критической частоты отсутствовали, то есть ионозонд, не мог зарегистрировать критическую частоту на высоте главного максимума ионосферы (исключением является 24 августа 2008 года (237 день) - в этот день ионозонд не работал). Особенно отчетливо это явление проявляется с 12 августа 2008 года (225 день). Тогда, чем можно объяснить отсутствие значений критической частоты главного максимума ионосферы? Существует, по всей видимости, единственный ответ на этот вопрос - ниже Е2-слоя расположен слой, экранирующий Р2-слой, т.е. слой, с концентрацией электронов значительно превышающей концентрацию электронов на высоте главного максимума ионосферы. Единственный слой, обладающий такой способностью - спорадический Еб-слой.
Проверим, так ли обстояло дело в действительности. На рисунке 2.5 представлена диаграмма, содержащая значения критической частоты Р2-слоя ybF2 и предельной частоты Еб-слоя )ЪЕ$. Теперь становится очевидным, почему ионозонд не регистрирует значения критической частоты в определенные моменты времени - Р2-слой экранируется спорадическим ЕБ-слоем.

ШоЕв
то?2
225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 260 251 252
Рисунок 2.5. Вариации значений критической частоты Е2-слоя и предельной частоты Еб-слоя
На рисунке 2.6 представлена диаграмма, содержащая осредненные за сутки значения предельной частоты спорадического слоя )ЪЕвср. Отмечается значительное увеличение предельной частоты спорадического слоя за несколько суток до землетрясений М=5.7 и М=6.3 (моменты землетрясений на рисунке 2.6 отмечены красными стрелками). Что же касается дня землетрясения и последующего за ним дней в особенности для землетрясения М=6.3 - то такой тенденции не наблюдается.