ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, 2016, том 17, № 3, с.32-44. DOI: 10.21455/gr2016.3-3
УДК 550.344.42, 551.510.535, 537.87
Аннотация Литература Полный текст Полный текст (англ.)
ВОЗМУЩЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ СУБИОНОСФЕРНОГО ОНЧ СИГНАЛА
ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ВОЛН ЦУНАМИ
© 2016 г. М.С. Соловьева(1), А.А. Рожной(1), С.Л. Шалимов(1, 2), Б.В. Левин(3),
Г.В. Шевченко(3), В.Б. Гурьянов(3)
(1) Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
(2) Институт космических исследований РАН, г. Москва, Россия
(3) Институт морской геологии и геофизики ДВО РАН, г. Южно-Сахалинск, Россия
Данные очень низкочастотных (ОНЧ) наблюдений на нескольких принимающих станциях в России (Петропавловск-Камчатский, Южно-Сахалинск) и Японии (Мошири) использованы для анализа отклика нижней ионосферы на цунами, вызванные Курильским 2006 г., Японским 2011 г. и Чилийским 2010 г. землетрясениями. После названных землетрясений при распространении цунами вдоль трассы “передатчик–приемник” были обнаружены аномалии в рядах ночных наблюдений амплитуды и фазы фиксируемых станциями ОНЧ сигналов. Анализ спектральных характеристик вариаций ОНЧ сигналов показал хорошее совпадение их частотных максимумов с максимумами на записях колебаний уровня моря, которые были зарегистрированы станциями DART и GPS, расположенными вблизи приемников и передатчика.
Результаты работы подтверждают вероятность, что обнаруженные возмущения в нижней ионосфере вызываются внутренними гравитационными волнами, создаваемыми цунами.
Ключевые слова: цунами, субионосферные электромагнитные сигналы, нижняя ионосфера, внутренние гравитационные волны.
Литература
Шалимов С.Л. Ионосфера над цунами // НТР. 2013. Т. 92, № 4. С.3–18.
Artru J., Ducic V., Kanamori H., Lognonne P., Murakami M. Ionospheric detection of gravity waves induced by tsunamis // Geophys. J. Int. 2005. V. 160. P.840–848. doi: 10.1111/j.1365-246X.2005. 02552.x.
Barr R., Jones D.L., Rodger C.J. ELF and VLF radio waves // J. Atmos. Sol. Terr. Phys. 2000. V. 62. P.1689–1718.
Coïsson P., Occhipinti G., Lognonné P., Rolland L. M. Tsunami signature in the ionosphere: the innovative role of OTH radar // Radio Sci. 2011. V. 46. RS0D20. doi: 10.1029/2010RS004603.
Galvan D.A., Komjathy A., Hickey M.P., Mannucci A.J. The 2009 Samoa and 2010 Chile tsunamis as observed in the ionosphere using GPS total electron content // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. A06318. doi: 10.1029/2010JA016204.
Hickey M.P., Schubert G., Walterscheid R.L. Atmospheric airglow fluctuations due to a tsunami-driven gravity wave disturbance // J. Geophys. Res. 2010. V. 115. A06308. doi: 10.1029/2009JA014977.
Hines C.O. Gravity waves in the atmosphere // Nature. 1972. V. 239. P.73–78.
Komjathy A., Galvan D.A., Stephens P., Butala M.D., Akopian V., Wilson B., Verkhoglyadova O., Mannucci A.J., Hickey M. Detecting ionospheric TEC perturbations caused by natural hazards using a global network of GPS receivers: The Tohoku case study // Earth Planets Space. 2012. V. 64, N 12. P.1287–1294. doi: 10.5047/eps.2012.08.003.
Makela J., Lognonne P., Hébert H., Gehrels T., Rolland L., Allgeyer S., Kherani A., Occhipinti G., Astafyeva E., Coïsson P., Loevenbruck A., Clévédé E., Kelley M.C., Lamouroux J. Imaging and modeling the ionospheric airglow response over Hawaii to the tsunami generated by the Tohoku earthquake of 11 March 2011 // Geophys. Res. Lett. 2011. V. 38. L00G02. doi: 10.1029/2011GL047860.
Najita K., Weaver P., Yuen P. A tsunami warning system using an ionospheric technique // Proc. IEEE. 1974. V. 62, N 5. P.563–577.
Occhipinti G., Lognonné P., Kherani E.A., Hébert H. Three dimensional waveform modeling of ionospheric signature induced by the 2004 Sumatra tsunami // Geophys. Res. Lett. 2006. V. 33. L20104. doi: 10.1029/2006GL026865.
Occhipinti G., Kherani A., Lognonné P. Geomagnetic dependence of ionospheric disturbances induced by tsunamigenic internal gravity waves // Geophys. J. Int. 2008. V. 173, N 3. P.753–765. doi: 10.1111/j.1365-246X. 2008.03760.x.
Occhipinti G., Coïsson P., Makela J.J., Allgeyer S., Kherani A., Hébert H., Lognonne P. Three-dimensional numerical modeling of tsunami-related internal gravity waves in the Hawaiian atmosphere // Earth Planet. Sci. 2011. V. 63. P.847–851. doi: 10.5047/eps.2011.06.051.
Peltier W.R., Hines C.O. On the possible detection of tsunamis by a monitoring of the ionosphere // J. Geophys. Res. 1976. V. 81. P.1995–2000. doi: 10.1029/0JGREA000081000C12001995000001.
Rolland L.M., Occhipinti G., Lognonné P., Loevenbruck A. Ionospheric gravity waves detected offshore Hawaii after tsunamis // Geophys. Res. Lett. 2010. V. 37. L17101. doi: 10.1029/2010GL044479.
Rozhnoi A., Shalimov S., Solovieva M., Levin B.W., Hayakawa M., Walker S.N. Tsunami-induced phase and amplitude perturbations of subionospheric VLF signals // J. Geophys. Res. Space Physics. 2012. V. 117. A09313. doi: 10.1029/2012JA017761.
Rozhnoi A., Shalimov S., Solovieva M., Levin B., Shevchenko G., Hayakawa M., Hobara Y., Walker S.N., Fedun V. Detection of tsunami-driven phase and amplitude perturbations of subionospheric VLF signals following the 2010 Chile earthquake // J. Geophys. Res. Space Physics. 2014. V. 119. P.5012–5019. doi: 10.1002/2014JA019766.
Shevchenko G., Ivelskaya T., Loskutov A., Shishkin A. The 2009 Samoan and 2010 Chilean Tsunamis Recorded on the Pacific Coast of Russia // Pure Appl. Geophys. 2012. V. 170, N 9/10. P.1511–1527. doi: 10.1007/s00024-012-0562-9.