Методы автоматизированного проектирования системы прогнозирования землетрясений

• Автор: Семенов, Николай Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 136 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Обзор.

1.1 Анализ существующих автоматизированных методов исследования

ультранизкочастотных геомагнитных вариаций на основе фазовоградиентного метода.

1.2 Анализ существующих автоматизированных методов исследования аномальных предвестников землетрясений в градиентах и фазовых скоростях УНЧ геомагнитных вариаций.

1.3 Исследование амплитуд, градиентов и фазовых скоростей УНЧ геомагнитных вариаций.

Глава 2. Методическая часть

2.1 Разработка автоматизированных методов исследования амплитуд, градиентов и фазовых скоростей УНЧ геомагнитных вариаций
2.2 Разработка автоматизированных методов определения эпицентра будущего землегрясения по векторам 1радиентов и фазовых скоростей УНЧ геомагнитных вариаций.
2.3 Разработка автоматизированных методов расчета коэффициентов корреляции компонент магнитного поля разнесешшх магнитных датчиков
2.4 Исследование аномального поведения коэффициентов корреляции перед сильным землетрясением
2.5 Разработка и реализация программноалгоритмического обеспечения определения динамических амплитудных спекгров.
Глава 3. Разработка математических моделей процессов возникновения литосферных УНЧ геомагнитных вариаций, связанных с землетрясениями
3.1 Разработка математической модели генерации литосферных УНЧ геомагнитных вариаций
3.2 Синтез алгоритма моделирования процесса генерации литосферных УНЧ геомагнитных вариаций.
3.3 Результаты моделирования
3.4 Выводы
Глава 4. Система автоматизированного проектирования комплекса прогноза сильных землетрясений.
4.1 Общая схема САПР
4.2 Подсистема сбора данных.
4.3 Подсистема предварительной обработки информации.
4.4 Группа моделей обработки данных.
4.5 Подсистема для окончательной обработки информации.
4.6 Подсистема вывода конечного результата
4.7 Монитор.
Заключение
Список литературы


Кроме того, обсуждается возможность применения фазово-градиентного метода для локации локальных источников УНЧ возмущений различного происхождения, а также возможность отслеживания динамики их передвижения. Вводится понятие магнитного градиентометра, как трех магнитных датчиков, отстоящих друг от друга на небольшое расстояние (значительно меньшее, чем расстояние до источника) и расположенных треугольником на земной поверхности. Исследованы данные о наблюдениях УНЧ геомагнитных эмиссий во время сильных землетрясений. Экспериментальные исследования дают основания предполагать, что в сейсмоактивных зонах на земной поверхности наблюдаются аномальные УНЧ электромагнитные излучения связанные, по-видимому, с тектоническими процессами в литосфере. Результаты измерений в различных сейсмоактивных зонах Земли показали, что, как на подготовительной стадии развития очаговых зон сильных и средних (с магнитудой М>5) землетрясений, так и в период афтершоковой активности, на больших эпицентральпых расстояниях могут наблюдаться эмиссии большой интенсивности продолжительностью от нескольких минут до нескольких суток. Высокочастотные излучения, источниками которых являются микротрещипы, появляющиеся в земной коре перед средними и крупными землетрясениями, сосредоточенные в небольшом объеме, дают в сумме сигнал, в котором наблюдаются и УНЧ геомагнитные вариации в том числе. Точность привязки по времени. Время прихода фронта волны на какую-то магнитную станцию (фазовая задержка), будет отличаться от времени прихода на другую станцию, при разносе станций, например, на расстояние 5 км на десятые доли секунды и меньше, особенно, если фронт волны составляет малый угол с линией, соединяющей эти магнитные станции. Таким образом, абсолютная привязка по времени на каждой из станций, составляющих магнитный градиентометр, должна быть точнее '2 сек. Такую точность можно обеспечить, если снабдить каждую магнитную станцию, составляющую градиентометр, единой системой времени, обеспечиваемой спутниковыми системами навигации - GPS или GLONAS. Дискретность сбора данных. Малая дискретность сбора данных не позволит точно определять фазовые задержки. Слишком высокая скорость сбора данных приводит к очень большим объемам первичного материала и, поэтому, не позволяет провести длительный эксперимент. Несоосность (неколлинсарность) установки разнесенных магнитных датчиков и ошибки калибровки. В полевых условиях невозможно установить оси разнесенных магнитных датчиков идеально параллельно, если они разнесены па расстояние несколько километров. Неколлинеарность разнесенных магнитных датчиков может быть устранена путем специальной обработки регистрируемых данных. Research), проведенный в июне - июле года. Приведены результаты исследований фазовых скоростей, градиентов геомагнитных пульсаций, местоположения источников геомагнитных пульсаций, распределения фазовых задержек геомагнитных пульсаций на разных частотах. САПР комплекса прогноза землетрясений на основе этих методов. Во второй главе исследуются методы определения фазовых скоростей, градиентов УНЧ пульсаций, месторасположения эпицентра будущего землетрясения, методы анализа корреляции УНЧ пульсаций, а также определения динамических амплитудных спектров. С помощью уравнений Максвелла можно получить волновое уравнение, описывающее процесс распространения электромагнитных волн. В случае УНЧ диапазона (со < 1 Гц) для однородной и изотропной среды волновое уравнение можно редуцировать к диффузионному уравнению, поскольку можно пренебречь членами, содержащими со2. При этом для низкочастотных процессов в земной коре с большой точностью а ~ /? В этом случае на расстоянии х=п(к фаза становится противоположной фазе магнитного поля в источнике, а на расстоянии х=2п/к фаза опять равна фазе в источнике. Фазовая скорость диффузионного процесса оказывается равна фазовой скорости распространения низкочастотной электромагнитной волны. Для описания электромагнитных процессов в земной коре мы можем использовать как диффузионный, так и волновой подход. В первом случае мы должны говорить о неоднородностях индукционных токов, во втором -об электромагнитных волнах.