Землетрясения 2011-2012 гг. В Тыве: реакция атмосферы (по данным космического дистанционного зондирования)

Решетневскце чтения

тельно, обнаруженные существенные погрешности в расчетах приведенного коэффициента преломления с использованием концепции незамерзшей воды (до 100 %) могут быть отнесены за счет того, что в этой концепции число типов незамерзшей воды ее количество и показатель преломления не соответствуют реальным значениям.

Дальнейшие исследования будут направлены на изучение различных типов незамерзшей воды в мерзлой почве, а именно зависимости их показателей преломления и долевого содержания от температуры.

Библиографические ссылки

1. Mironov V., De Roo R., Savin I. Temperature-Dependable Microwave Dielectric Model for an Arctic Soil // IEEE Trans. Geosci. Remote Sensing. 2010. Vol. 49, № 6. P. 2544-2556.

2. Kozlowski T. A semi-empirical model for phase composition of water in clay-water systems // Cold Regions Science and Technology. 2007. № 49. P. 226-236.

3. Фролов А. Д. Электрические и упругие свойства мерзлых пород и льдов / ОНТИ ПРЦ РАН. Пущино, 2005.

A. Yu. Karavayskiy

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

V. L. Mironov

Kirensky Institute of Physics of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, Russia, Krasnoyarsk

ADPTIBILITY OF THE CONCEPT OF FREEZING OF UNFROZEN WATER IN THE FROZEN GROUND FOR THE CALCULATION OF THE DIELECTRIC CONSTANT OF FROM MOISTURE AND TEMPERATURE

From measurements of the spectra of the complex permittivity of moist soil is shown that the application of the concept offreezing of unfrozen water in the frozen ground gives the error of 100 % for the calculation of the index. Noted that this substantial error is due to the presence of different types of soil unfrozen water.

© Каравайский А. Ю., Миронов В. Л., 2012

УДК 551.507:550.34

В. Б. Кашкин, А. С. Григорьев Сибирский федеральный университет, Россия, Красноярск

ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ 2011-2012 гг. В ТЫВЕ: РЕАКЦИЯ АТМОСФЕРЫ (ПО ДАННЫМ КОСМИЧЕСКОГО ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ)*

Приведены результаты анализа вертикальных профилей атмосферы по спутниковым данным над территорией Тывы, где произошли крупные сейсмические события. Выявлены эффекты, проявляющиеся до и после землетрясений.

Атмосфера является чувствительным индикатором различных возмущений на поверхности и в недрах Земли, например, сильных подземных и наземных взрывов, извержений вулканов, землетрясений, волн цунами и др. В работе проанализированы спутниковые данные о состоянии вертикальных профилей атмосферы в Сибири, где были зафиксированы серьезные сейсмические события (Тыва, 2011 и 2012 гг.). До этого были исследованы материалы по Алтайскому и Чилийскому землетрясениям, произошедшим в 2003 и 2010 гг. соответственно [1; 2].

В настоящее время считается, что вероятным механизмом распространения возмущения от сейсмических источников в атмосферу являются инфразвуко-вые колебания - акустико-гравитационные волны (АГВ) [3]. В сейсмически активных регионах с блоковым строением земной коры при подготовке и при

возникновении землетрясения существуют интенсивные колебания литосферных плит, которые могут вызвать изменение давления в атмосфере над очагом землетрясения и возбудить АГВ. В тропосфере имеется тропопауза - граница раздела слоев атмосферы. При прохождении АГВ через границу генерируются внутренние гравитационные волны (ВГВ), причем АГВ и ВГВ колеблются в противофазе [3].

Современные технологии наблюдения Земли из космоса дают возможность получать информацию о состоянии ее атмосферы.

В данной работе источником информации о вертикальных профилях тропосферы и нижней стратосферы является сенсор ATOVS спутника МОАА (NАSА, США); он позволяет собирать информацию в полосе обзора 2 250 км с пространственным разрешением 20...50 км.

*Работа выполнена в рамках тематического плана Сибирского федерального университета, по аналитической ведомственной целевой программе Министерства образования и науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы» (мероприятие 1).

Использование космических средств и технологий для мониторинга окружающей природной среды

-35

АО

45

та -50

а.

£ -55

а. -60

с

1 03 65

1-

-/и

-75

-80

Изобарические уровни -200 гПа---100 гПа

A //X^rMrwVvi /х лм

V V ^ yWv^/ZVvAM^

1 -ллЛ ^W щ 4

V J ) Л ДдАл

д \ГЛ J\ rV к Ж/ W V1 v w

i 1 ^ w >

27 декабря 15:22 1 f ' 1 Т",п 1 ' Т " 1 Т 1 м= 6,6 Г 26 февраля 06:17 М = 6,5 Г 1 Г 1

1 Э 6 3 11 14 16 19 22 24 27 29 1 4 6 9 12 14 17 19 22 25 27 30 2 4 7 9 12 15 17 20 23 25 28 1 4 7

декабрь 2011 г.

январь 2012 г

февраль

март

Изменения в температуре атмосферы на изобарических уровнях 200 и 400 гПа в эпицентральной области землетрясения в Тыве

Прием информации в СФУ осуществлялся станцией АЛИСА™ Дешифрирование телеметрической информации проводилось посредством программного пакета AAPP (ATOVS AVHRR Pie-processing Package) [4]. Использованы также сведения о вертикальных профилях тропосферы по результатам дистанционного зондирования с сайта (URL: http://www.arl.noaa.gov/ ready/cmet.html).

27 декабря 2011 г. в Восточной Сибири, в Республике Тыва (Алтае-Саянская сейсмическая область) произошло землетрясение магнитудой 6,6. 26 февраля 2012 г. состоялся повторный сильный толчок, магни-туда составила 6,5. Следующее землетрясение магнитудой 5,2 наблюдалось 6 июня 2012 г. (см. рисунок). Эти землетрясения вызвали изменения атмосферного давления и генерацию АГВ и ВГВ в атмосфере. Поскольку результаты дистанционного зондирования «привязаны» к изобарическим уровням, фактически регистрируется изменение температуры на этих уровнях. Рассмотрим график изменения температуры на уровнях 400 и 200 гПа с 1 декабря 2011 г. по 8 апреля 2012 г. Перед основным толчком первого землетрясения, с 22 по 27 декабря, на уровне 400 гПа температура повысилась, а на уровне 200 гПа - понизилась. Сразу после главного толчка температура на уровне 200 гПа возросла, а на уровне 400 гПа понизилась. Перед повторным землетрясением с 16 по 22 февраля наблюдалась аналогичная картина. В период между землетрясениями колебания температуры продолжались.

В событиях конца 2011 - начала 2012 г. можно выделить несколько этапов. Первый - это относительное затишье, с 1 по 22 декабря. В этот период

коэффициент корреляции между рядами температуры на изобарических уровнях 200 и 400 гПа составил R = -0,176, здесь зависимость между температурными рядами практически отсутствовала.

Начиная с 23 декабря возникали сейсмические явления, которые вызывали возбуждение в противофазе АГВ и ВГВ. Коэффициент корреляции между температурными рядами с 23 декабря по 8 апреля составил R = -0,695. С 3 по 29 января графики (см. рисунок) почти зеркально отображали друг друга, R = -0,92, это период наиболее интенсивной генерации АГВ и ВГВ во время последних землетрясений в Тыве.

Представленные в работе результаты, совместно с другими предвестниками сейсмической опасности могут быть использованы для кратковременных прогнозов крупных землетрясений.

Библиографические ссылки

1. Кашкин В. Б., Симонов К. С., Григорьев А. С. Атмосферные отклики сильных землетрясений, обнаруживаемые космическими средствами контроля окружающей среды // Инж. экология. 2011. № 2. С. 38-54.

2. Кашкин В. Б., Романов А. А. Аномальное поведение атмосферного озона в период Алтайского землетрясения 2003 г. (по спутниковым данным EP/TOMS // Исслед. Земли из космоса. 2011. № 4. С. 63-66.

3. Афраймович Э. Л., Перевалова Н. П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли / ГУ НЦ ЗВХ ВСНЦ СО РАМН. Иркутск, 2006.

4. International ATOVS Processing Package [Electronic resource]. URL: http://cimss.ssec.wisc.edu/opsats/polar/ iapp/ (date of visit: 30.07.2012).

V. B. Kashkin, A. S. Grigoriev Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk

TYVA 2011-2012 EARTHQUAKES: ATMOSPHERE RESPONSE ON REMOTE SENSING DATA

Analysis of space-burn vertical pressure-temperature troposphere profiles above zone of seismic activity is presented. Atmospheric effects appearing before and after earthquakes are fined out. The effects may be used for short-time earthquake prognosis.

© Кашкин В. Б., Григорьев А. С., 2012