Вариации УНЧ-КНЧ полей, вызванные мощными взрывами и сейсмической активностью

• Автор: Беляев, Геннадий Геннадиевич
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ естественных УНЧ - КНЧ излучений по
результатам наблюдений на станциях Лехта (Карелия) и Карымшино (Камчатка)
1.1. Введение
1.1.1. Естественные регулярные НЧ излучения
1.1.2. Индуцированные НЧ излучения
1.1.3. Грозовые источники КНЧ излучений
1.2. Движение мировой грозовой активности по анализу
трехкомпонентных измерений в диапазоне шумановских резонансов на станции Лехта (Карелия)
1.2.1. Пункт наблюдения и аппаратура
1.2.2. Методика анализа данных
1.2.3. Результаты обработки экспериментальных данных
1.2.4. Определение дистанции до распределенного
источника МГА
1.3. Анализ УНЧ-КНЧ излучений, связанных с магнитосферно-ионосферными источниками
на станции Карымшино (Камчатка)
1.3.1. Место наблюдения и аппаратура
1.3.2. Анализ УНЧ-КНЧ фона на станции Карымшино
1.4. Выводы
Глава 2. Наблюдения индуцированных КНЧ излучений от взрывов
2.1. Введение
2.2. Постановка задачи и приемо-измерительная аппаратура
2.3. Обработка и анализ результатов
2.3.1. Основные параметры КНЧ-атмосфериков
2.3.2. Методика обработки данных

2.3.3. Анализ данных
2.4. Интерпретация результатов
2.4.1. Характеристики ЭМИ наземного и воздушного взрывов
2.4.2 Динамика камуфлетного ядерного взрыва
2.4.3 Модели КНЧ источника на стадии динамического роста
плазменной полости
2.4.4. Распространение СНЧ-КНЧ волн в магнитосфере
2.4.5. ‘ЧУ’-мода и ее модель
2.4.6. Электрические пробои газопылевого облака
2.4.7. Регистрация сейсмических колебаний от ПЯВ
2.4.8. Акустическое воздействие взрыва на ионосферу
2.5. Выводы
Глава 3. УНЧ-КНЧ излучения, индуцируемые сейсмичностью
3.1. Введение
3.2. Оценка эффективности сейсмического события
3.3. Геомагнитные пульсации УНЧ диапазона
3.4. Подтверждение обнаруженного эффекта
корреляционным анализом
3.5. Интерпретация полученных результатов
3.6. Выводы
Заключение
Библиографический список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
В диссертации представлено экспериментальное исследование распространения электромагнитных импульсных излучений, частотный спектр которых перекрывает диапазоны ультранизких (УНЧ) и крайне низких частот (КНЧ), в волноводе Земля - ионосфера и магнитосфере. Анализировались сигналы в этих диапазонах частот, излучаемые как естественными - удалёнными разрядами молний, землетрясениями и вулканической деятельностью, распределёнными по поверхности Земли, так и техногенными источниками — наземными и подземными взрывами. Хотя перечисленные явления вызывают излучения не только в указанном диапазоне частот, тем не менее, НЧ волны заслуженно вызывают к себе повышенный интерес. Благодаря слабому затуханию в волноводе Земля-ионосфера [1] НЧ волны, будучи возбуждены источником и распространяясь в волноводе, несут на себе отпечаток свойств, как самого источника, так и физических свойств среды распространения. Этот, хорошо известный факт, давно сделал низкочастотные электромагнитные излучения эффективным инструментом диагностики процессов в околоземной плазме, атмосфере и земной коре [21,49,77,100].
Однако достоверность такой диагностики зависит как от знания физики процесса генерации и механизмов распространения этих излучений, так и качества регистрации и анализа. Исследуемые электромагнитные поля, наблюдаемые на поверхности Земли, как правило, имеют низкую интенсивность и сильно маскируются помехами [2]. Вероятность обнаружения и точность оценки параметров сигналов зависит от оптимальности применяемого в приемниках алгоритма обработки, который, в свою очередь, определяется априорными данными о характеристиках сигналов и помех. [3,4] К этим данным относятся спектральные и
вслед за движением Солнца. Суточные вариации при этом будут зависеть от соотношения минимальных и максимальных уровней активности в каждом МГЦ, а также от выбора точки наблюдения.
1.2.3. Результаты обработки экспериментальных данных
В регулярных круглосуточных записях происходят потери данных до нескольких суток вследствие отключения электропитания, связанного с попаданием молний в линию электропередачи. В дальнейшем из обработки исключались 5-минутные записи, искаженные помехами от дождя (по электрической компоненте) и ближних разрядов молний. На рис.1.6., 1,7. приведены суточные профили амплитудных спектров трех компонент поля и модуля спектральных составляющих вектора Умова-Пойнтинга за 25 июля 1998 г. Из графиков видно, что в течение суток стабильно наблюдается до 6 мод ШР по всем трем компонентам. Исключение в некоторых случаях составляют сигналы электрической компоненты, искаженные ветровой или дождевой помехой. За счет этих помех происходит подъем в низкочастотной части спектра и «замывание» первых или даже всех мод ШР. Приведенные на рис. 1.7 модули спектральных составляющих вектора Умова-Пойнтинга рассчитывались как:
<Роу>= ^/(ЦрД/)])2 +Нг,(/ф2 (1-16)
где <Ие{Рх(/)}> и <Ие{Л ■ усредненные за час знаки реальной части комплексного спектра компонент вектора Умова-Пойнтинга.
Так как пики резонансных модов в спектрах ШР имеют ширину несколько Гц, а программное разрешение в обработанных данных составляет 0,1 Гц, то можно применить процедуру оконного усреднения для сеансов, зашумленных ветровой или дождевой помехой. Пример такого усреднения для временных интервалов 12:00 - 13:00 и 13:00 - 14:00 ЦТ 25 июля 1998 г. приведен на рис. 1.8.