Динамические характеристики вертикальной компоненты квазистатического электрического поля в приземной атмосфере на Камчатке

• Скачать автореферат

Актуальность темы

Интерес к изучению динамических характеристик атмосферного электричества в сейсмоактивных регионах мира зародился очень давно. Причиной этому послужило обнаружение аномальных эффектов в суточных вариациях напряженности электрического поля с опережением землетрясений от нескольких часов до нескольких суток. Это навело на мысль об использовании аномального эффекта в качестве одного из возможных предвестников землетрясений и стимулировало интенсивные исследования динамических характеристик электрического поля во многих сейсмически активных регионах мира. В СССР такие целенаправленные наблюдения проводились в Таджикистане, Узбекистане, в Крыму, в Армении [1-3]. В азиатском сейсмоактивном регионе наиболее продолжительные наблюдения выполнялись в Японии и Китае [4-6] (см. гл.1 диссертации). На Камчатке как наиболее сейсмоактивном регионе России регулярные наблюдения с целью прогноза землетрясений были начаты в 1991 г. [7-10] в районе Паратунекой гидротермической системы (обс:«Паратунка>*р - 5258,3' N, X = 15814,9' Е) Институтом космофизических исследований и распространения радиоволн (ИКИР) ДВО РАН и продолжаются в настоящее время [11-14].

В отличие от ранее проводимых экспериментов, современные наблюдения выполняются в комплексе с регистрацией многих геофизических параметров, непосредственно и опосредованно связанных с динамическими характеристиками электрического поля. Увеличение объема получаемой информации, в свою очередь, потребовало внедрение современных вычислительных средств сбора и первичной обработки данных с целью создания баз данных [15].

Другая сторона проблемы изучения динамических характеристик электрического поля в сейсмоактивных регионах связана с исследованиями различных механизмов взаимодействия в системе литосфера - атмосфера - ионосфера. В современных теоретических моделях, рассматривающих это взаимодействие, электрическое иоле вводится как один из основных параметров, участвующих в модификации нестационарной ионосферы по всей ее толще и в подготовительную фазу землетрясений. В некоторых моделях - это величины аномальной напряженности поля в электрическом канале связи, которые приведены в [16-18] (данные аномальных величин перед отдельными землетрясениями неоднократно публиковались в печати). Вместе с тем в ряде других моделей взаимодействие рассматривается через атмосферные волны, в частности, через внутренние гравитационные волны (см. обзор [19]). Существенно, что систематические экспериментальные данные такого рода до последнего времени отсутствовали в литературе. В диссертации показано, что этот диапазон периодов атмосферных волн оказался наиболее чувствительным к литосферным процессам. Такой теоретический подход по существу стимулировал детальные экспериментальные исследования спектров мощности напряженности электрического поля, которые впервые выполнены в рамках рассматриваемой работы. При этом спектральные вариации электрического поля использованы в качестве одного из средств исследования динамики атмосферы в сейсмоактивном регионе.

Положения, выносимые на защиту

1. Установлено в результате статистической обработки более 100 случаев бухтообразных аномалий напряженности электрического поля, зарегистрированных в период наблюдений 1997 - 2002 гг. на Камчатке, что наиболее вероятные значения бухт понижения напряженности поля составляют величины минус (100 - 300) В/м, а длительности этих аномалий - (40 - 60) мин с дополнительным максимумом 160 мин. Показано, что в 36% случаев аномалии сопровождаются землетрясениями через 1-24 ч. Не обнаружено зависимостей этих величин от класса землетрясения и от расстояния до эпицентра. 
2. В спектрах мощности суточных вариаций напряженности электрического поля обнаружены 2 полосы собственных колебаний атмосферы: Т=0.5 - 3 ч и 4 - 24 ч, которые соответствуют модам внутренних гравитационных и тепловых приливных волн. Обнаружено, что в период подготовки землетрясения с аномалией в суточном ходе электрического поля интенсивность спектров в полосе периодов Т=0.5 -Зч на порядок по величине и более возрастала по сравнению со спектрами в спокойных метеорологических условиях, но была ниже на порядок по величине при наличии осадков. 
3. Разработана и внедрена автоматизированная система сбора и первичной обработки экспериментальных данных в обе. «Паратунка» с использованием современных информационных технологий, которая  позволяет проведение регулярных наблюдений электрического ПОЛЯ и связанных с ним метеорологических параметров: осадки, давление, температура, ветер.
   

Динамические характеристики вертикальной компоненты квазистатического электрического поля в приземной атмосфере на Камчатке : дис. ... канд. физ.-мат. наук : 25.00.29 с. Паратунка Елизовского р-на, Камчатская обл., 2006 101 с. РГБ ОД, 61:07-1/78