Ионосферный контроль сильных землетрясений в Якутии

СМИРНОВ, БОРИСОВ, СТЕПАНОВ, ФИЛИППОВ

ным // Наука и образование. - 2000. - №1(17). - С. 100103.

2. Solovyev V.S., Vasilyev E.K., Solovyeva N.M. Satellite monitoring of forest fire in the territory of Yakutia and the evaluation of their consequences // Proceedings of international conference «The role of permafrost ecosystems in global climate change», Yakutsk, May 3-5 2000. - Yakutsk: Scientific Center Publishing House, 2001.

- P. 178-180.

3. Соловьев В. С. Космофизические исследования в Якутии. - Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2001 г. - С. 302-308.

4. Solovyev VS., Kozlov V.I. The Disastrous Forest Fires in the Yakutia // Proceedings of the 1st International Conference on Hydrology and Water Resources in Asia Pacific Region (APHW2003), Kyoto, Japan, 13-15 March.

- 2003. - Р. 222-224.

5. Соловьев В.С., Козлов В.И. Исследование пространственно-временной динамики лесных пожаров и облачности в Северо-Азиатском регионе по данным спутников NOAA // Оптика атмосферы и океана. -2005. - Т. 18, № 01-02. - С. 146-149.

6. Соловьев В.С., Козлов В.И., Смирнов И.Ф. Пространственно-временная динамика лесных пожаров в Якутии // Наука и образование. - 2005. -№1(37). - С. 67-73.

7. Mullayarov V.A., Karimov R.R., Kozlov V.I., Poddelsky I.N. Possible Weekly Variations in the Thunderstorm Activity // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. - 2005. - Vol. 67, №4. - P. 397-403.

8. Барановский Н.В. Вероятность лесной пожарной опасности и прогноз числа лесных пожаров // Известия вузов. Физика. - 2006. Т. 49, № 3. - С. 212-213.

УДК 550.388.2

Ионосферный контроль сильных землетрясений в Якутии

В.Ф. Смирнов, К.П. Борисов, А.Е. Степанов, Л.Д. Филиппов

Рассматриваются вариации ионосферы в период землетрясения, произошедшего на севере Якутии в районе Тикси с магнитудой М>4. Анализируются данные станции вертикального зондирования «Парус» в Тикси: критическая частота слоя F (foF2). По данным анализа ионосферных материалов установлено, что перед землетрясениями происходит повышение критических частот слоя F2 за 2-3 дня до землетрясения. Рассмотрено влияние тектонической активности на временные вариации полного электронного содержания ионосферы земли во время землетрясения.

The variations of the ionosphere are сonsidered at period of the earthquake happened on north Yakutiya in region Tiksi with magnitude M>4. The station data of the vertical flexing «Parus» were analysed in Tiksi: critical frequency layer F (foF2). As of analysis ionosferic material is installed that before earthquakes occurs increasing of the critical frequencies layer F2 for 2-3 days before earthquake. The considered influence tectonical to activities on temporary variation of the full electronic contents of the ionosphere of the land during earthquake.

Ключевые слова: землетрясение, сейсмоионосферная связь, геомагнитная активность, разломы.

Введение землетрясения с последующими катастрофи-

В XXI столетии стала заметно повышать- ческими последствиями пр°ш°шли та Кам-

ся сейсмическая активность Земли. Крупные чатке, Сахалине, остр°вах в Шдатек™ °ке-__ане, в Калифорнии и других районах Земли.

Смирнов Владимир Фадеевич - к.ф.-м.н., с.н.с. икфиа В менее активных зонах также наблюдается СО рАН; борисов Кирилл Петрович - аспирант ИКФИА повышение сейсмической активности. Од-

ной из сейсмических зон в России является

СО РАН; СТЕПАНОВ Александр Егорович - к.ф.-м.н., с.н.с. ИКФИА СО РАН; ФИЛИППОВ Ленгвард Дмитриевич - к.ф.-м.н., вед. инженер икфиа СО РАН. Восточная Сибирь. Пояс землетрясений про-

Рис. 1. Карта очагов землетрясений за октябрь 1996-2007 гг. в зоне моря Лаптевых

слеживается от Станового хребта через Верхоянский хребет с продолжением в Северный Ледовитый океан. Менее интенсивные землетрясения исчисляются сотнями.

В Северном Ледовитом океане землетрясения происходят сравнительно часто, и по их расположению очагов явно прослеживается конфигурация тектонического разлома (рис.1). Учитывая разрушительную мощность и последствия землетрясений, ведётся активный поиск их предвестников на Земле и в атмосфере. Исследуются варианты возникновения и влияния электромагнитных полей на атмосферу на начальной фазе землетрясения, выбросов радона из глубинных зон Земли в районе предполагаемого землетрясения, спутниковый и наземный мониторинг состояния атмосферы.

Уже более двух десятков лет изучаются возмущения в ионосфере, предваряющие землетрясения и связанные с ними. К настоящему времени экспериментально установлено [1-4], что за несколько дней (обычно 2-5) до землетрясения в разных областях ионосферы (слои Б, Е и Б) наблюдаются возмущения, которые можно связывать с процессом подготовки землетрясения. Кроме того, обнаружено [5], что основное время землетрясений приходится на определённое время суток и для выявления механизмов сейсмоионосфер-ной связи необходимо комплексное исследование одновременных вариаций электромаг-

нитных, ионосферных и других параметров. В связи с участившимися в последнее время землетрясениями на севере Якутии предпринята попытка определения признаков ионосферных возмущений, соответствующих сейсмическим событиям в регионе Якутии, с дальнейшей целью поиска их предвестников.

Экспериментальные результаты и обсуждение

В данной работе с целью выяснения существования ионосферных предвестников землетрясения перед конкретным сейсмическим событием проанализированы данные ионозонда «Парус», установленным на севере Якутии в Тикси. Анализ проведен по вариациям основного параметра ионосферы: критической частоты отражений от регулярного слоя Б2. Ионозонд «Парус» предназначен для диагностики ионосферы и оперативного прогноза КВ связи. Конструкция ионозонда выполнена по модульному принципу, что позволяет быстро изменять его конфигурацию и назначение, проводить модернизацию ионо-зонда. С помощью ионозонда можно проводить измерения амплитудных характеристик, спектра, формы и фазы пришедшего сигнала.

По данным анализа ионосферных материалов станции Тикси установлено, что перед большими землетрясениями с магнитудой М>4 наблюдается повышение критических частот слоя Б2 за 2-3 дня до землетрясения. Такое поведение ионосферы при больших землетрясениях, охватывающих область примерно Я=500 км, в основном, объясняется влиянием электрического поля тектонического происхождения на перераспределение электронной концентрации в верхней атмосфере. На рис. 2 приведены вариации йоБ2 над Тикси. Из литературных источников о землетрясениях известно, что динамика ионосферы при землетрясении наиболее проявляется в условиях слабой солнечной и геомагнитной активности.

В данной работе вариации ионосферы исследовались в слабой солнечной активности и умеренной геомагнитной активности.

СМИРНОВ, БОРИСОВ, СТЕПАНОВ, ФИЛИППОВ

Рис. 2. Вариации на севере Якутии над Тикси: а - 14 марта 2007 г. Видно повышение критического слоя Б2 за два дня до землетрясения; б - 27 февраля 2007 г. Видно повышение критического слоя Б2 за три дня и 2-2,5 ч перед землетрясением

а

б

Визуальный просмотр суточных вариаций показывает, что за два и три дня до главных событий (14 марта и 27 февраля) наблюдается увеличение критических частот слоя Б2. Такое специфическое поведение не наблюдалось за все предшествующие дни.

В работе [6] показано, что в период возникновения землетрясений под воздействием необычных возмущений электрическо-

го поля горизонтальное распределение ионосферной плазмы становится существенно неоднородным. Результаты численного моделирования распределения напряженности электрического поля тектонического происхождения в ионосфере показывают, что электрическое поле на ионосферных высотах локализовано в основном в области шириной 500 км, центрированной относительно

вертикальной плоскости, проходящей через ось разлома. Под действием этого электрического поля горизонтальное распределение ионосферной плазмы становится неоднородным. В зависимости от ориентации разлома электрическое поле в ионосфере будет иметь как зональную, так и меридиональную компоненту [7]. Там же показано, что наибольший эффект от воздействия электрического поля тектонического происхождения имеет место в Б2 области ионосферы над разломами, ориентированными преимущественно в меридиональном направлении.

Заключение

По данным анализа ионосферных материалов станции Тикси установлено, что перед большими землетрясениями с магнитудой М>4 наблюдается повышение критических частот слоя Б2 за 2-3 дня до землетрясения. Такое поведение ионосферы при больших землетрясениях на севере Якутии несколько отличается от возмущений в ионосфере южной Якутии, где по статистике данных наблюдается понижение уровня ионизации за 2-3 дня до землетрясения. Данный факт объясняется влиянием электрического поля тектонического происхождения на перераспределение электронной концентрации в верхней атмосфере. При спокойной геомагнитной обстановке заметные временные вариации полного электронного содержания ионосферы в высокоширотной области могут служить предвестниками готовящихся землетрясений.

Литература

1. Гохберг М.Б., Моргунов В.А. , Похотелов О.А. Сейсмоэлектромагнитные явления. - М.: Наука, 1988. - 174 с.

2. Липеровская Е.В., Парро М., Богданов В.В. и др. О возмущениях foF2 в среднеширотной ионосфере перед сильными землетрясениями // Солнечно-земные связи и предвестники землетрясений: сб. докладов IV междунар. конф. с. Паратунка Камч. обл., 14-17 авг. 2007 г. - Петропавловск-Камчатский: ИКИР ДВО РАН, 2007. - С.367-372.

3. Ondoh T. Seismo-ionospheric phenomena // Adv. Space Res. - 2000. - V.26 (8) - P.1267-1272.

4. Липеровская Е.В., Богданов В.В., Родкин М.В. и др. Суточная зависимость возмущений в спорадическом слое Es ионосферы в связи с землетрясениями по материалам станций вертикального зондирования «Петропавловск-Камчатский» и «Кокубунжи» (Токио) // Солнечно-земные связи и предвестники землетрясений: сб. докладов IV междунар. конф. с. Паратунка Камч. обл., 14-17 авг. 2007 г. - Петропавловск-Камчатский: ИКИР ДВО РАН, 2007. - С.385-390.

5. Смирнов В.Ф., Степанов А.Е., Филиппов Л.Д. Ионосферные проявления больших сейсмических событий в Якутии // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Сейсмичность ЮжноЯкутского региона и прилегающих территорий», 24-27 октября 2005 г. - Нерюнгри: Изд-во ЯГУ, 2005. - С.94-99.

6. Ким В.П., Хегай В.В., Никифорова Л.И. О возможном возмущении ночной Е-области ионосферы над крупномасштабным тектоническим разломом // Физика Земли. - 1995. - №7. - С.35-39.

7. Ким В.П., Пулинец С.А., Хегай В.В. Возможные изменения в ночной среднеширотной F2-области ионосферы над крупномасштабным тектоническим разломом // Физика земли. - 1999. - №10. - С.90-92.