Способ прогнозирования землетрясений

 

СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ , включающий ряд разнесенных во времени последовательных серий измерений напряженности электромагнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повьшения производителкности труда и расширения географии контролируемых областей, производят одновременные измерения магнитной и электрической компонентполя низкочастотных излучений околоземной плазмы в движении на высотах верхней моносферы, затем исключают из рассмотрения область с внутренней границы внешнего радиа (О ционного пояса и примыкающей к нему (Л части зазора между радиационными . с поясами,, а также искусственные излучения , а о существовании сейсмоопасных источников судят по наличию зон устойчивого наблюдения индуцированных излучений ионосферной плазмы, превышающих не менее чем на 15-20 дБ уровень фона естественных излучений, обычно наблюдаемых в данной области vj пространства. со ч1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 1171737 А (51)4 G 01 V 9/00 с

3 . ° э с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " 13

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3678754/24-25 .(22) 26.12.83 (46) 07.08.85. Бюл. Ф 29 (72) В.В. жигулин, В.И. Ларкина, О.А. Иолчанов и А.В. Наливайко (71) Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР (53) 550.837(088.8) (56) 1. Рикитаке Т. Предсказание землетрясений. — И.: Иир, 1979, с. 80-271.

2. Бончковский В.Ф. Изменение градиента электрического потенциала атмосферы как один из возможных предвестников землетрясений. Труды Геофизического института, 1954, 9 25, 192 с.

3, Бирфельд Я.Г. Об ионосферносейсмической связи и возможности использования ее для ионосферного прогнозирования землетрясения./

В кн.: Поиски предвестников землетрясений на прогностических полигонах. — H.: Наука, 1974, с. 200.

4. Финкельштейн И.И., Камбаров Н.ill.

Об излучении геомагнитных вариаций— предвестников землетрясений. — Геомагнетизм и аэрономия, 1979, 19, И - 6, с. 1126-1128.

5. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2993731/24-25, кл. G 01 V 3/12, 1950. (54)(5?) СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАН1И ЗЕПЛЕТРЯСЕНИЙ, включающий ряд разнесенных во времени последовательных серий измерений напряженности электромагнитного поля, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности труда и расширения географии контролируемых областей, производят одновременные измерения магнитной и электрической компонент поля низкочастотных излучений околоземной плазмы в движении на высотах верхней моносферы, затем исключают из рассмотрения область внутренней границы внешнего радиационного пояса и примыкающей к нему части зазора между радиационными поясами, а также искусственные излучения, а о существовании сейсмоопасных источников судят по наличию зон устойчивого наблюдения индуцированных излучений ионосферной плазмы, превышающих не менее чем на 15-20 дБ уровень фона естественных излучений, обычно наблюдаемых в данной области пространства.

1171737

Изобретение относится к области .,исследования физических явлений, происходящих в околоземном космическом пространстве на высотах верх-. ней ионосферы, и может быть использо- 5 вано для оперативного прогноза сейс-: мической опасности.

Известны способы прогнозирования землетрясений, основанные на измерении физических параметров, согласно 10 которым землетрясения прогнозируют, основываясь на определениях связи движений земной коры с приближением землетрясений, на выявлении возможности связи геомагнитных вариаций с 15 землетрясением, на сатределениях периодичности сильных землетрясений и возможности их связи с активностью

Солнца и т.д. Ц .

Известны также способы прогнози- 20 рования землетрясений, основанные на анализе эффектов возмущений естественного электромагнитного поля Земли в момент землетрясения и непосредственно перед ним, например свечения 25 атмосферы и квазистационарного возг мущения атмосферного потенциала 2, изменения критических частот и профилей электронной концентрации f3), а также базирующиеся на выявлении щ предвестников землетрясений, тектонических напряжений, глубинных разломов и т.п. на основе наблюдения аномальных геомагнитных вариаций (41 .

Наиболее близким к изобретению

35 является способ прогнозирования землетрясения, основанный на проведении ряда разнесенных во времени последовательных серий измерений напряженности электромагнитного поля Земли в сейсмоактивных районах. С помощью специальной обработки получаемых при измерении данных способ позволяет определить координаты области возмущений электромагнитного поля и эпицентрального района готовящегося землетрясения Я .

Однако известный способ предполагает использовать результаты измерений большого количества станций наб- 50 людения, размещаемых непосредственно над сейсмоопасными районами Земли, что влечет за собой значительные материальные и трудовые затраты. Кроме того, не подвергаются контролю 55 труднодоступные области (высокогорные регионы, моря и океаны, пустыни и приполюсные районы), а также территории, которые считаются сейсмоспокойными, Цель изобретения — повышение производительности труда и расширение географии контролируемых областей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу прогнозирования землетрясений, в ряд разнесенных во времени последовательных серий измерений напряженности элект ромагнитного поля включены одновременные измерения магнитной и электрической компонентполя низкочастотных излучений околоземной плазмы в движении на высотах верхней ионосферы, затем исключают из рассмотрения область внутренней границы внешнего радиационного пояса и примыкающей к нему части зазора между радиационными поясами, а также искусственные излучения, а о существовании сейсмоопасных источников судят по наличию зон устойчивого наблюдения индуцированных излучений ионосферной плазмы, превышающих не менее чем на 15-20 дБ уровень фона естественных излучений, обычно наблюдаемых в данной области пространства.

Исследования электромагнитных колебаний очень низкочастотного (ОНЧ) диапазона частот на высотах верхней ионосферы (выше 100 км) подтверждают наличие как естественных, так и искусственных волн.

Часть естественных колебаний возникает при разрядах молний, другая часть генерируется в магнитосфере

Земли и формирует естественный низкочастотный фон. В настоящее время хорошо прослежены широтные вариации низкочастотных естественных излучений, Максимум этого излучения наблюдается в районе внутренней границы радиационного пояса и примыкающей к нему части зазора между радиационными поясами.

На высотах верхней ионосферы наблюдаются также искусственные (антропогенные) излучения от наземных излучателей. Воздействие наземных излучателей при наличии специфических особенностей магнитосферно-ионосферной плазмы — существование энергетичных (горячих) частиц, повышенного фона плазмы при неравномерном распределении частиц и др. может привести к вторичному или индуцированному излучению. Эти колебания

3 1171737 4 имеют строгую периодичность и опреде- способа нрогнозирования землетряселенную форму сигнала и могут быть ний. надежно выделены на фоне естествен- В качестве примера выбран экватоных излучений. риальный случай землетрясения, заНад очагом землетрясения íà заклало- 5 регистрированного 9 июля 1979 г,в чительной стадии его подготовки воз- 16 ч 08 мин 09,5 с мирового времени никают электрические и электромаг- с эпицентром в точке с координатами нитные поля, которые, эффективно 5,6 южной широты и 153,5 восточной воздействуя на ионосферную и магни- долготы. Геофизическая обстановка с тосферную плазму, стимулируют появ- 10 8 по 21 июля 1979 г. была спокойной. ление индуцированных излучений на В координатах географическая широта— резонансных частотах плазмы. Посколь- долгота показаны проекции витков ку большинство резонансных частот 1906-1912, на которых регистрирсвапоколоземной плазмы лежит в низкочас- ся всплеск излучений, и показано тотном диапазоне, то естественно 15 место землетрясения. На карту нанепредположить возникновение индуци- сены L-оболочки и геомагнитные мерированных (стимулированных) низкочас- дианы. Около проекций витков кроме тотных электромагнитных шумовых времени (мирово|о) наблюдения сигнаизлучений на высотах верхней ионосфе- лов и номера витка указано время до ры в районе очага готовящегося зем- 2п (знак "-") или после (знак "+") зем летрясения, что и наблюдается при . летрясения. эксперименте. Аппаратура волнового эксперимента

Способ осуществляют следующим об- на борту спутника "Интеркосмос-19" разом. была включена за 94 мин до землетряВ составе любого спутникового комп 5 сенил На 1906 д5 с ения . а витке спутник пролелекса. предусматривают проведение од- та 50 тал восточнее (50 по долготе) новременных измерений магнитной и области будущего землетрясения за электрической компонент. поля ОНЧ 42 мин до с б мин до события. На борту был заизлучений околоземной плазмы, для че- ре„истрирова регистрирован всплеск электрической го оснащают их соответствующей аппа-,и магнитной составляющих поля излуратурой. Для реализации способа может чений, отчетливо видимый на всех быть использована стандартная аппара- частотах частотах. нтенсивность всплеска тура, например анализатор низких превышала 10 В/ Г1 . ./и и по электричесчастот АНЧ-ZHE, измеряющий магнитную кой и 10 2. нТ/ Гц по магнитной коми электрическую составляющие поля понентам, т.е. превышала диапазон низкочасто ных излучений. Результаты 35 измерений аппар измерений аппаратуры. измерений в полете искусственного Н a витке 1907 спутник пролетал спутника Земли (ИСЭ) фиксируют запо- на 20 восточнее по долготе от эпиминающим устройством штатной телемет- центра землетрясения через 36 мин рии ИСЗ с последующей передачей на после землетрясения, наблюдался более

Землю. Оперативно обрабатывают полу- широкий по длительности, чем на преченную информацию на ЭВМ. В ходе дыдущем витке, .всплеск излучения. обРаботки по пРогРамме выделЯют ес- При ри этом был зарегистрирован всплеск тественные излучения, затем исклю- только электрической компоненты поля чают пространственные зоны вблизи

На всех регистрируемых частотах области проекции внутренней границы но уже с меньшей амплитудой). внешнего радиационного пояса и

На 1908 витке спутник пролетел примыкающей к нему части зазора на 30 западнее эпицентра; был отмемежду радиационными поясами. Вычен новый всплеск электрической комделяют области устойчивого наблюдения (не менее 1 — 2 мин) поненты III QB интенсивностью до

10 В Г всплесков индуцированных сигналов, 10 В/м 4Гц. При удалении го долготе превышающих на 15-20 дБ уровень фона естественных излучений, обычно наблюдаемых в данной области пространства. кочастотных шумов в ионосфере станоПо наличию зон судят о присутствии 55 """ Уж " амп и Уд """ ж "а новится меньше. сейсмоопасного источника.

Н а чертеже представлен пример На проекции витков нанесены отметконкретной реализации предлагаемого ки в виде ступенек, когда амплитуда

1171737

10 излучения превышала 10 дБ (одна ступенька) и 20 дБ (две ступеньки) относительно фонового излучения.

На витках 1911 и 1912 амплитуда из5 лучения не превышала 20 дБ по отношению к фоновому излучению, на проекциях этих витков поэтому нанесена только одна ступенька. Ширина зон, где излучение превышает заданные уровни, уже, чем ширина зоны, где отмечается только всплеск и величина амплитуды не превышает 10 дБ. Область с излучением, превышающим

20 дБ, самая узкая и заключена внутри области с излучением выше 10 дБ, а та в свою очередь находится внутри области регистрации самих всплесков независимо от величины. Все области локализованы вблизи параллели, на которой зарегистрирован очаг землетрясения.

Таким образом, на 1906 витке спутника обнаруживался "предвестник" землетрясения, а на 1907-1912 вит- 2g ках — "последействие". "Предвестник" землетрясения имеет электромагнитный характер — регистрируется и магнитная, и электрическая компоненты, а после окончания землетрясения фиксируется только электрическая. составляющая. В данном случае наблюдался

"предвестник", землетрясения за 42 мин. Подобные эффекты воздействия землетрясения на низкочастотные излучения на борту спутника "Интеркосмос-19" были зарегистрированы во время многих других землетрясений. "Предвестники"-наблюдались за десятки минут — часы до начала землетрясения.

Просмотрено большое число землетрясений, происходящих в магнитоспокойное время, в ходе проведения

ll волнового эксперимента на ИСЗ Интер- 4> космос-.19". Землетрясения происхЬдили в разных точках земного шара и на

I экваторе, и в более высоких широтах, а также на разных глубинах. Во всех случаях были зарегистрированы устойчивые области наблюдения вспле=ков низкочастотных излучений до и.после землетрясения, как и в случае землетрясения 9 икля 1979 r.

B таблице перечислены некоторые из землетрясений, на которых обнаружен эффект воздействия землетрясений на низкочастотные излучения, регистрируемые на борту спутника "Интеркосмос-19". В таблице указаны дата и время, географические координаты и характеристика землетрясения, Глубина очага землетрясения и erо местонахождение под континентом или под .океаном влияют на результаты наблюдения на борту ИСЗ. При землетрясении с очагом на глубинах 6100 км наблюдается значительный всплеск амплитуды электромагнитных волн до землетрясения, на больших глубинах этот всплеск меньше по амплитуде.

Результаты обработки других экспериментов (" Интеркосмос-3 и -5") подтверждают правомерность способа для прогнозирования очагов землетрясений с заблаговременностью от десятков минут до нескольких часов. Время зависит от местоположения очага будущего землетрясения, его глубины и положения орбиты спутника относительно очага. Так в случае землетрясения 12 июня 1979 r "предвестник" был обнаружен за 2 ч 26 мин. В случае землетрясения 9 июля 1979 г.аппаратура спутника была включена вблизи будущего эпицентра за 1 ч 34 мин до собьггия и можно было наблюдать эффект землетрясения за 42 мин.

Спутниковые измерения позволяют значительно расширить географию контролируемых областей и осуществлять прогноз землетрясений в районах, которые. считаются сейсмоспокойными.

1171737

Дата

Географические координаты землетрясения

Широта, град

Долгота, град

09.07.79

5,7

153,3 Е 44

27,0 W 132

5,6 Б

55,9 S

5,8

10 ч 00 мин 24,9 с 36,0 S

6,1

102,6 Е

123,6 Е

549

5,9

5,7 N

116,1 W

5,6

37,1 N

5 6

56,6 S

26,3 W

80,5 W

79,2 W

5,4

5,5 N

2,6 N

5,0

11 ч 32 мин 50,7 с 6,5 $

129,4 E

5 6

209

25.12.79

29.10.80

169,2 Е

5,5

21,9 S

12.06.79

14.04.?9

15.04.79

06.09.79

18.11. 79 .13.12.79

Мировое время UT

16 ч 08 мин 09,5 с

23 ч 11 мин 03,7 с

22 ч 14 мин 52,5 с

15 ч 00 мин 00,1 с

14 ч 25. мин 16,5 с

2 ч 43 мин 37,9 с

5 ч 37 мин 47,8 с

23 ч 12 мин 59,8 с

Характер землетрясения

Глубина, Магнитукм . да

1171737 ) ь

Составитель Л. Воскобойников

Техред М. Герге.1ь

Редактор Л. гришкина

Корректор Л. Пилипенко

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4857/38 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5