Способ идентификации ионосферных предвестников землетрясений по данным зондовых спутниковых измерений

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для идентификации ионосферных предвестников землетрясений по данным зондовых спутниковых измерений. Сущность: регистрируют ионосферный предвестник в случае подтверждения по меньшей мере трех из следующих признаков: появление ионосферных аномалий локально над зоной подготовки землетрясения, изменение знака отклонения электронной концентрации от невозмущенного значения, изменение температуры электронов, измеряемой при помощи зондовых приборов; понижение средней массы ионов, зафиксированной масс-спектрометром ионов. Технический результат: идентификация ионосферных предвестников землетрясений. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к сейсмологии, а именно к идентификации ионосферных предвестников землетрясений по данным зондовых спутниковых измерений.

Из уровня техники известны способы идентификации ионосферных предвестников, например известные из (Ю.В. Романовская, А.А. Намгаладзе «Ионосферные предвестники землетрясений: анализ измерений полного электронного содержания перед сильными сейсмическими событиями». 2005 г., Вестник МГТУ, том 17, № 2, 2014 г. Стр. 403-410, 403, С.А. Пулинец, Д. Узунов, «Спутниковым технологиям нет альтернативы. О проблеме мониторинга природных и техногенных катастроф». Труды института прикладной геофизики им. академика Федорова, Москва, 2011 г., С.А. Пулинец, Д.П. Узунов, А.В. Карелин, К.А. Боярчук, А.В. Тертышников, И.А. Юдин «Единая концепция обнаружения признаков подготовки сильного землетрясения в комплексной системе литосфера-атмосфера-ионосфера-магнитосфера». Гелиогеофизические исследования выпуск 6, 81–90, 2013, результаты исследований геофизических рисков). На сегодняшний день можно считать установленным тот факт, что перед сильным землетрясением над зоной его подготовки возникает крупномасштабная неооднородность электронной концентрации. Такие неоднородности могут регистрироваться практически всеми экспериментальными методами измерения электронной концентрации в ионосфере: наземным вертикальным зондированием, наземным наклонным зондированием, измерениями полного электронного содержания (ПЭС), вертикальным зондированием с борта ИСЗ, локальными датчиками на борту ИСЗ (зонд Лэнгмюра, емкостные зонды и др.).

Недостатком указанных способов является то, что подобные неоднородности могут формироваться в ионосфере во время сильных геомагнитных возмущений (геомагнитных бурь). Таким образом, возникает задача, как отличить неоднородности в ионосфере разной природы.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение достоверности идентификации физической природы процесса посредством определения его характерных признаков.

Заявленный технический результат достигается за счет создания способа идентификации ионосферных предвестников землетрясений по данным зондовых спутниковых измерений, который включает регистрацию ионосферных предвестников в случае подтверждения, по меньшей мере, трех из следующих признаков: появление ионосферных аномалий локально над зоной подготовки землетрясения, изменение знака отклонения электронной концентрации от невозмущенного значения, изменение температуры электронов, измеряемой при помощи зондовых приборов, понижение средней массы ионов, зафиксированной масс-спектрометром ионов.

Заявленный способ проиллюстрирован следующими фигурами.

Фиг. 1 - распределения отклонения критической частоты от невозмущенного значения за двое суток до землетрясения,

Фиг. 2 - распределения отклонения критической частоты от невозмущенного значения за сутки до землетрясения,

Фиг. 3 - распределения отклонения критической частоты от невозмущенного значения на следующие сутки после землетрясения.

На Фиг. 1-3 звездочкой обозначен эпицентр землетрясения.

Предлагаемый способ осуществляется путем идентификации природы ионосферных аномалий путем измерения допольнительных параметров ионосферы, а не только электронной концентрации. Именно многопараметрический анализ позволяет решить проблему идентификации ионосферных предвестников. С этой целью необходимо провести анализ морфологических характеристик ионосферных предветников землетрясений и эффектов геомагнитных бурь в ионосфере.

В первую очередь необходим анализ поведения ионосферных аномалий в пространстве и во времени. Основным признаком ионосферных аномалий, связанных с землетрясениями, является их локальный характер. Они появляются только над зоной подготовки землетрясения, радиус которой равен R = 100.43M (км), где М - магнитуда землетрясения, в то время как отклонения электронной концентрации во время геомагнитных бурь носят глобальный характер.

Второй параметр, который подлежит проверке – вариации аномалии в местном времени. Вариации электронной концентрации перед землетрясением зависят от местного времени. Так в ночные часы обычно наблюдается положительная аномалия, тогда как в послеполуденное время – отрицательная. В то же время во время магнитной бури наиболее интенсивные продолжительные отрицательные отклонения электронной концентрации наблюдаются в ночное время.

И, наконец, многопараметрический анализ ионосферных параметров, в результате которого делается окончательное заключение о природе наблюдаемой аномалии в ионосфере. Было показано как экспериментально, так и с помощью численного моделирования, что во время геомагнитной бури наблюдается существенный рост (>2000 К) электронной температуры внутри отрицательной аномалии электронной концентрации, в то время как для сейсмо-ионосферной аномалии таких изменений электронной температуры не наблюдается. Мало того, достаточно регулярно над зоной подготовки землетрясения наблюдается понижение электронной температуры.

Вторым фактором, существенно отличающим ионосферные вариации перед землетрясением от таковых во время геомагнитной бури, является средняя масса ионов в области F ионосферы. Было обнаружено, что перед землетрясением над зоной его подготовки увеличивается концентрация легких ионов H+ и He+, в результате чего средняя масса ионов понижается. В то же время, во время ионосферной бури повышается концентрация молекулярных ионов NO+ и O2+ с одновременным уменьшением концентрации атомарных ионов кислорода O+, что приводит к увеличению средней массы ионов.

Процесс прогноза осуществляется следующим образом.

Проводится непрерывный мониторинг критической частоты и рассчитывается разница между средним распределением критической частоты за предыдущие 5 суток и текущим распределением (Фиг. 1-3).

Одновременно проводится анализ ионосферной изменчивости в глобальном масштабе путем построения разностных карт полного электронного содержания. Если наблюдаемая аномалия над зоной подготовки землетрясения не отличается от отклонений электронной концентрации вдали от зоны, то мы имеем дело не с землетрясением, а с глобальным явлением в виде магнитной бури. Одновременно в течение суток наблюдается знак отклонения электронной концентрации от невозмущенного значения. Это отклонения должны быть положительными ночью и отрицательным в послеполуденные часы.

И, наконец, с помощью зондовых приборов и масс-спектрометра ионов, установленных на спутнике, проводятся измерения электронной температуры и концентрации основных ионов. В случае ионосферного предвестника температура электронов должна или понижаться, или может незначительно повышаться (менее 1000 К). При этом должно иметь место повышение концентрации легких ионов, в результате чего средняя масса ионов должна понижаться.

В случае подтверждения по крайне мере 3 из четырех вышеназванных признаков делается вывод, что зарегистрирован ионосферный предвестник землетрясения.

1. Способ идентификации ионосферных предвестников землетрясений по данным зондовых спутниковых измерений, включающий регистрацию ионосферных предвестников в случае подтверждения по меньшей мере трех из следующих признаков: появление ионосферных аномалий локально над зоной подготовки землетрясения, изменение знака отклонения электронной концентрации от невозмущенного значения, изменение температуры электронов, измеряемой при помощи зондовых приборов, понижение средней массы ионов, зафиксированной масс-спектрометром ионов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае ионосферного предвестника температура электронов должна или понижаться, или может незначительно повышаться.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что радиус зоны подготовки землетрясения равен R=100.43M (км), где М - магнитуда землетрясения.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что средняя масса ионов понижается вследствие увеличения концентрации легких ионов H+ и He+.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области геологии, а именно к прогнозу рапогазоносных структур с аномально высоким пластовым давлением в геологическом разрезе осадочного чехла платформ.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования землетрясений. Сущность: на сейсмоактивной территории проводят режимные наблюдения деформаций земной коры или тесно связанных с ними других геофизических полей, например уровня микросейсмической эмиссии.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для оценки погрешности при определении координат эпицентров землетрясений. Сущность: строят карту распределения эпицентров землетрясений на территории исследуемого региона.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для реконструкции динамических процессов в земной коре. Сущность: задают пространственные границы исследуемой области и временной интервал.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для определения цепочек землетрясений в эпицентральном поле сейсмичности. Сущность: по экспериментальным материалам разнесенных на поверхности сейсмических станций строят карту эпицентров землетрясений исследуемой территории.

Изобретение относится к способам исследования земной коры и может быть использовано для выявления проводящих в плоскости смесителя тектонических нарушений. Сущность изобретения: в скважинах глубиной 1-3 м измеряют концентрации радия, радона и дочерних продуктов распада радона.

Изобретение относится к области исследования природных ресурсов и касается способа определения параметров состояния почвенно-растительного покрова по данным многоспектрального аэрокосмического зондирования.

Изобретение относится к области геолого-гидродинамического моделирования и может быть использовано при решении задач поиска, разведки и проектирования разработки нефтяных месторождений в условиях сложного строения коллекторов.

Изобретение предназначено для определения компонентного состава и динамики генерации углеводородов в катагенезе нефтегазоматеринских пород. Сущность: отбирают пробы осадочных пород в исследуемых геологических структурах.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования землетрясений. Сущность: в контролируемой зоне устанавливают прибор, обеспечивающий регистрацию газоразрядной визуализации воздуха на поверхности среды.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе обработки данных контроля качества в отношении энергии, излучаемой сейсмическим источником.

Изобретение относится к обработке сейсмических данных в области геофизики и может быть использовано при проведении сейсморазведочных работ. Предложены три способа, связанные единым изобретательским замыслом.

Изобретение относится к морской геофизике и может быть использовано при поиске полезных ископаемых на морском шельфе, в том числе в районах шельфа, находящихся подо льдом.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в процессе проведения сейсмической съемки. Описано устройство для сейсмической съемки, содержащее корпус, ускоряемую массу, по меньшей мере один датчик, выполненный с возможностью обнаружения перемещения ускоряемой массы относительно корпуса, электронную схему, соединенную с упомянутым по меньшей мере одним датчиком и выполненную с возможностью получения и обработки выходного сигнала этого датчика, и источник питания, выполненный с возможностью подачи электрической энергии в электронную схему и представляющий собой составную часть ускоряемой массы.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Предложены способ и сенсорное устройство для регистрации сейсмических данных.

Изобретение относится к области охранной сигнализации, в частности к способам порогового обнаружения нарушителя, применяющимся в средствах и системах обнаружения, использующих различные физические принципы действия.

Изобретение относится к области сейсморазведки буксируемыми сейсмокосами и предназначено для закачки заполнителей в секции сейсмокос для придания последним нейтральной плавучести.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для локального прогноза зон рапопроявлений. Сущность: проводят сейсморазведочные работы методом общей глубинной точки.

Изобретение относится к области геологии, а именно к прогнозу рапогазоносных структур с аномально высоким пластовым давлением в геологическом разрезе осадочного чехла платформ.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для прогнозирования землетрясений. Сущность: на сейсмоактивной территории проводят режимные наблюдения деформаций земной коры или тесно связанных с ними других геофизических полей, например уровня микросейсмической эмиссии.

Изобретение относится к области геологического картирования и может быть использовано для картирования аккреционных комплексов горных пород. Сущность: выделяют пачки пород (хорсы), ограниченные двумя системами надвигов, характеризуемые повторяемостью одинаковых ассоциаций пород, включающих в разных комбинациях базальт-кремни-силицикластика-песчаник, и одинаковым возрастом пород. Реконструируют истинную стратиграфическую последовательность слоев по модели стратиграфической океанической плиты. Определяют направление субдукции океанической плиты и составляют геологическую карту. Технический результат: составление корректной геологической карты. 3 ил.

Изобретение относится к области сейсмологии и может быть использовано для идентификации ионосферных предвестников землетрясений по данным зондовых спутниковых измерений. Сущность: регистрируют ионосферный предвестник в случае подтверждения по меньшей мере трех из следующих признаков: появление ионосферных аномалий локально над зоной подготовки землетрясения, изменение знака отклонения электронной концентрации от невозмущенного значения, изменение температуры электронов, измеряемой при помощи зондовых приборов; понижение средней массы ионов, зафиксированной масс-спектрометром ионов. Технический результат: идентификация ионосферных предвестников землетрясений. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх