Obserwacje radiowe z satelitów dla prekursorów trzęsień ziemi. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Obserwacje radiowe z IS3 prekursorów trzęsienia ziemi. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Projektant radioamatorów

Komentarze do artykułu

Nie ma chyba miesiąca w roku, w którym agencje informacyjne na całym świecie nie donoszą o strasznych wiadomościach o trzęsieniach ziemi. Spadają nagle na obszary zaludnione i całe regiony, powodując katastrofalne zniszczenia, związane z ogromnymi stratami materialnymi i nieodwracalnymi ofiarami w ludziach. Według ONZ straty majątkowe spowodowane trzęsieniami ziemi szacuje się na nawet 10 miliardów dolarów rocznie. Oczywiście nie da się zapobiec sejsmicznym klęskom żywiołowym, ale bycie na nie przygotowanym oznacza znaczne ograniczenie ich skutków. Czy możliwa jest wiarygodna długoterminowa lub przynajmniej krótkoterminowa prognoza trzęsień ziemi? Nauka jest coraz bliżej pozytywnej odpowiedzi na to pytanie. Świadczą o tym w szczególności wieloletnie doświadczenia z obserwacji radiowych z tablicy prekursorów trzęsień ziemi IS3, zgromadzone przez Instytut Magnetyzmu Ziemskiego, Jonosfery i Propagacji Fal Radiowych Rosyjskiej Akademii Nauk (IZMIRAN).

Naukowcy doszli już do głębokiego przekonania, że trzęsienie ziemi nie jest nagłym wydarzeniem, ale procesem poprzedzonym różnorodnymi zjawiskami geofizycznymi. Na obszarach aktywnych sejsmicznie w czasie trzęsienia ziemi i bezpośrednio przed nim, poświata atmosfery, gleby, zboczy górskich, zaburzenia atmosferycznego potencjału elektrycznego, zmiany natężenia promieniowania elektromagnetycznego w odległościach do tysiąca kilometrów od trzęsienia ziemi epicentrum, a także wielokrotnie obserwowano zmiany częstotliwości krytycznych i gęstości warstw E i F jonosfery.

W latach osiemdziesiątych za pomocą IS3 wykryto wybuchy emisji hałasu elektromagnetycznego o niskiej częstotliwości nad epicentrami dużych trzęsień ziemi na kilka godzin przed zdarzeniem, a także zarejestrowano ostry wybuch pulsującego promieniowania elektromagnetycznego w dość szerokim paśmie częstotliwości.

Obecnie badanie efektów sejsmiczno-jonosferycznych przebiega w dwóch kierunkach: analiza poszczególnych zdarzeń i uzyskiwanie wzorców statystycznych.

Zatrzymajmy się na emisjach radiowych w zakresie częstotliwości audio, jako zwiastunach trzęsień ziemi. Wyciągnięcie takiego wniosku stało się możliwe, ponieważ możliwe było porównanie stanu prekursorów w procesie wzrostu i bezpośredniego przejawu zjawisk sejsmicznych z emisjami radiowymi w stanie spokojnym. Badania emisji radiowych tła w zakresie częstotliwości akustycznych (0,1...20 kHz) prowadzone są w naszym kraju za pomocą IS3 od wielu lat. Trwają do dziś. Zazwyczaj do ich rejestracji wykorzystywano odbiornik szerokopasmowy oraz przyrządy umożliwiające wykonanie analizy widmowej kilku linii częstotliwości na pokładzie IC3. Rejestracja za pomocą odbiorników szerokopasmowych nadaje się do badania sygnałów dyskretnych i szczegółowego badania widma emisji szumów i quasi-szumów. Zastosowanie pokładowych analizatorów widma dostarcza informacji o natężeniu bezwzględnym i przestrzennym rozkładzie natężenia promieniowania.

Odbiór informacji szerokopasmowych przesyłanych na Ziemię odbywa się w obserwatoriach w Rosji, Niemczech, Czechach i na Węgrzech, gdy przelatują nad nimi satelity.

Długi czas życia satelitów oraz duża ilość uzyskanych danych pozwoliły zgromadzić znaczną ilość jednorodnych informacji nadających się do przetwarzania statystycznego i porównania zmian w natężeniu emisji hałasu elektromagnetycznego o niskiej częstotliwości w różnych warunkach aktywności geomagnetycznej i słonecznej . Uzyskano dobowe, równoleżnikowe i wysokościowe zmiany natężenia promieniowania o niskiej częstotliwości w jednostkach bezwzględnych i prześledzono ich dynamikę w różnych warunkach zaburzeń geomagnetycznych. Wszystkie te informacje o promieniowaniu „tła” zapewniły wiarygodną podstawę do dalszych badań autora tych linii, który jako pierwszy odkrył efekt wzbudzenia szumu o niskiej częstotliwości nad rzekomym epicentrum spodziewanego trzęsienia ziemi.

Analiza informacji uzyskanych podczas serii kolejnych lotów satelity pozwala uzyskać rozkład czasoprzestrzenny zarejestrowanych parametrów. Rejestrowano zmiany składowej magnetycznej (m) i elektrycznej (e) pola promieniowania szumu o niskiej częstotliwości z wyjścia kanałów analizatora widma przy częstotliwościach 4650, 800, 450 i 140 Hz; zmiany stężenia plazmy termicznej Ne i gęstości strumienia elektronów energetycznych o energiach Ee powyżej 40 keV i Ee powyżej 100 keV. Wszystko to pokazuje różnorodność przejawów aktywności sejsmicznej na wysokościach satelitów w przestrzeni blisko Ziemi.

W jaki sposób zarejestrowane promieniowanie elektromagnetyczne o niskiej częstotliwości, które poprzedza zdarzenie, podczas głównego wstrząsu i po nim, objawia się i sygnalizuje trzęsienia ziemi?

Rysunek przedstawia we współrzędnych geograficznych rzuty obrotów orbity (4080...4087) satelity Intercosmos-19 na półkuli północnej i południowej podczas lotów IS3 w pobliżu epicentrum trzęsienia ziemi. Jednocześnie zaobserwowano rozbłyski natężenia pola promieniowania o niskiej częstotliwości. Na schemacie zaznaczono położenie epicentrum (xx). W górnej i dolnej części wykresu, oprócz czasu obserwacji świata, wskazany jest czas przed (znak minus) i po (znak plus) trzęsieniem ziemi. Na rzutach zwojów orbity zaczernione prostokąty pokazują wzrost natężenia sygnału składowej magnetycznej (na prawo od rzutu trajektorii) i elektrycznej (na lewo od rzutu) pola promieniowania o 20 dB w stosunku do poziomu szumu tła zwykle obserwowanego w danym obszarze przestrzeni. Obraz na wykresie dotyczy częstotliwości 4650 Hz, ale podobne impulsy występują w całym zakresie rejestrowanych częstotliwości. Amplituda, a zwłaszcza czas obserwacji wybuchów, zwiększają się w miarę zbliżania się do epicentrum pod względem długości i czasu. Przed trzęsieniem ziemi zaobserwowano zmiany w porównaniu ze zmianami składowych magnetycznych i elektrycznych pola promieniowania w porównaniu do zwykle rejestrowanych w tym regionie; po trzęsieniu ziemi dominował składnik elektryczny. W obszarze sprzężonym magnetycznie zaobserwowano również wybuchy szumu, ale strefa obserwacji była znacznie węższa.

Obserwacje radiowe AES prekursorów trzęsień ziemi

Wcześniej uzyskaliśmy z danych Intercosmos-3 IS19 dane dotyczące globalnego czasoprzestrzennego rozkładu intensywności naturalnego (dobowe zmiany szerokości geograficznej i wysokości w jednostkach bezwzględnych) promieniowania o niskiej częstotliwości o częstotliwościach 500 Hz i 2,5 kHz w różnych warunkach zaburzeń geomagnetycznych . Wskazuje to na wiarygodność metody ekstrakcji sygnału do określenia rozwoju aktywności sejsmicznej.

Potwierdzają to również obserwacje promieniowania elektromagnetycznego z dwóch satelitów przelatujących nad epicentrum tego samego trzęsienia ziemi. Satelita Intercosmos – Bułgaria – 1300 przeleciał nad epicentrum trzęsienia ziemi 21 stycznia 1982 roku na wysokości 800 km na 12 minut przed głównym uderzeniem w odległości 2,8° długości geograficznej. W tym przypadku zarejestrowano quasi-harmoniczne oscylacje pola magnetycznego o amplitudzie 3,5 nT. Rozmiar strefy rejestracji drgań wynosił 40...100 km wzdłuż trajektorii. Satelita Eagle 3 przeleciał na wysokości 1970 km w pobliżu epicentrum tego samego trzęsienia ziemi 4 godziny 48 minut przed głównym uderzeniem. Na pokładzie zanotowano także impulsy o natężeniu pola promieniowania o niskiej częstotliwości w zakresie 10 Hz...20 kHz.

Obecność kolejnych pomiarów z dwóch satelitów nad tym samym obszarem przed trzęsieniem ziemi, pomimo różnic w zastosowanym sprzęcie, pozwala stwierdzić, że szum sejsmomagnetyczny występuje przez długi czas w obszarze nad epicentrum przed głównym wstrząsem, co potwierdza możliwość wykorzystania tego szumu do prognoz.

Na podstawie obserwacji satelitarnych przeanalizowaliśmy nie tylko pojedyncze zdarzenia, ale uzyskaliśmy charakterystykę statystyczną. Jednocześnie wprowadziliśmy pewne ograniczenia: wybrano dość silne trzęsienia ziemi o sile M większej niż 5,5 i głębokości mniejszej niż 60 km. Uwzględniono jedynie trzęsienia ziemi na stosunkowo małych szerokościach geograficznych (szerokość geomagnetyczna mniejsza niż 45°). W rezultacie stwierdzono, że równoleżnikowy rozmiar strefy rejestracji wybuchów jest znacznie większy niż wymiar podłużny, co oznacza, że rozbłyski promieniowania obserwuje się w postaci „pasa szumu” rozciągającego się wzdłuż szerokości geomagnetycznej epicentrum. Przed trzęsieniem ziemi zarejestrowano zarówno składową magnetyczną, jak i elektryczną pola promieniowania hałasu. Po trzęsieniu ziemi dominował element elektryczny. Zakres częstotliwości waha się od ułamków herca do 20 kHz, a może nawet więcej (20 kHz to górny zakres sprzętu). Wiarygodność obserwowanego efektu, obliczona na podstawie wyników statystycznego przetwarzania wyników eksperymentów, wynosi 85 - 90%.

Tym samym odkryto i potwierdzono efekt wzbudzenia promieniowania elektromagnetycznego w plazmosferze nad epicentrum spodziewanego trzęsienia ziemi. Teoretycznie realność zarejestrowanego zjawiska została potwierdzona.

Naturalnie, podejście naukowe nie może ograniczać się do obserwacji jednego zjawiska. Dlatego też główną uwagę poświęcono kompleksowej analizie prekursorów trzęsienia ziemi, obejmującej promieniowanie o niskiej częstotliwości oraz zmiany energetycznych strumieni elektronów nad spodziewanym epicentrum.

Założenie o związku tych zjawisk z aktywnością sejsmiczną, po raz pierwszy sformułowane przez specjalistów IZMIRAN niemal dziesięć lat temu, zostało potwierdzone poprzez badanie wyników obserwacji w różnych okresach czasu. Na przykład bezpośrednio przed trzęsieniem ziemi w Spitak 7 grudnia 1988 r. pionowy teleskop promieniowania kosmicznego zamontowany na balonie i wystrzelony około 41 minut przed głównym wstrząsem zarejestrował wzrost strumienia penetrujących cząstek pod wpływem nadchodzącego procesu trzęsienia ziemi.

Według danych uzyskanych z satelity Oreol 3, jednoczesne rozbłyski natężenia promieniowania o niskiej częstotliwości (0,01 - 20 kHz) i zliczania prędkości przepływu cząstek energetycznych nad epicentrum trzęsienia ziemi zarejestrowano na 4 godziny 48 minut przed trzęsieniem ziemi. główny wpływ. Stwierdzono, że na 20 przypadków zwiększonego wytrącania cząstek, któremu towarzyszyły intensywne rozbłyski promieniowania o niskiej częstotliwości, w 18 przypadkach rozbłyski anomalne zbiegły się z obecnością trzęsień ziemi.

Satelita Intercosmos 19 zarejestrował również jednocześnie zaobserwowane anomalne zmiany w natężeniu szumu o niskiej częstotliwości i gęstości strumienia cząstek energetycznych.

Zatem, gdy powstaje trzęsienie ziemi, cała plazmosfera powyżej epicentrum i w obszarze sprzężonym magnetycznie jest wzbudzona.

Uogólnienie obserwacji naukowych przez specjalistów krajowych i zagranicznych pozwala na sporządzenie diagramu czasowego rozwoju zjawisk geofizycznych towarzyszących przejawom aktywności sejsmicznej. Nazwijmy je:

w ciągu wielu dni, a być może miesięcy, pojawiają się zaburzenia w polu elektrotelurycznym. W miarę rozwoju wydarzeń w źródle amplituda wzrasta i zmienia się charakter oscylacji;
wtedy zaczynają być rejestrowane zaburzenia pola geomagnetycznego;
następnie występują zaburzenia potencjału elektrycznego atmosfery;
na kilka dni przed trzęsieniem ziemi zaczynają być rejestrowane zmiany parametrów dolnej jonosfery, zachodzą zmiany w częstotliwości i stężeniu oraz pojawia się deformacja dolnej krawędzi jonosfery;
przez dwa lub trzy dni obserwuje się niejednorodności w warstwie F2 jonosfery;
zmiany obserwuje się w ciągu kilku dni lub godzin - wzrost amplitudy naturalnego pulsującego pola elektromagnetycznego Ziemi zgodnie z danymi naziemnymi;
przez dziesiątki minut lub godzin pojawiają się pulsacje geomagnetyczne (0,02-0,1 Hz);
w ciągu kilkudziesięciu minut lub godzin wzrasta intensywność promieniowania elektromagnetycznego na wysokościach satelitów;
pojawiają się efekty świetlne.

Wszystkie dostarczone informacje potwierdzają możliwość przewidywania trzęsień ziemi, w przypadku których należy łączyć dane naziemne i satelitarne.

Optymalne i możliwe wydaje się obecnie zorganizowanie satelitarnego monitoringu prekursorów trzęsień ziemi i utworzenie sieci autonomicznych stacji naziemnych połączonych kanałem telemetrycznym z satelitami. Połączone informacje można przetwarzać w centrum analizy danych. Jest mało prawdopodobne, aby koszty stworzenia takiej sieci były wygórowane w porównaniu ze stratami, jakie niosą ze sobą nagłe, choć w istocie przewidywalne, klęski żywiołowe.

Autor: V.Larkina, doktor fizyki-matematyki. Nauki, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja Projektant radioamatorów.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

EPSON Stylus Photo RX500 MFP 23.01.2004

EPSON Stylus Photo RX500 to pierwsze i obecnie jedyne na rynku urządzenie wielofunkcyjne, które umożliwia drukowanie w 6 kolorach w fotograficznej jakości (w tym bezpośrednio z kart flash).

Ponadto urządzenie umożliwia skanowanie zarówno zwykłych dokumentów, jak i przezroczystych oryginałów (w tym obrazów z klisz fotograficznych) oraz zapewnia użytkownikowi szeroką gamę dodatkowych opcji pracy z obrazami cyfrowymi.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Pierwsze na świecie badanie krwi na czerniaka

▪ TVS o niskiej pojemności Littelfuse SP3384NUTG

▪ AMD wprowadza ośmiordzeniowy procesor FX-8140 o mocy 95 W TDP

▪ Słonie na bieżni

▪ Grzyb wielopłciowy

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Mikrokontrolery. Wybór artykułów

▪ Artykuł Bicz Boży. Popularne wyrażenie

▪ artykuł W jakim państwie oficjalnie działa instytucja edukacyjna szkoląca astrologów? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Limnantemum lilia. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Symulator dźwięku strzału. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Sto płonących papierosów w jednej ręce. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn