ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2012. Т. 9. №3. С. 172-180

Исследование ионосферных возмущений, вызванных землетрясением в Японии 11 марта 2011 г., по данным сети GEONET

Н.П. Перевалова 1, С.В. Воейков 1, Ю.В. Ясюкевич 2, А.Б. Ишин 1, Е.С. Воейкова 3, В.А. Саньков 4
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт солнечно-земной физики СО РАН (ИСЗФ СО РАН), 664033, Иркутск, Лермонтова, 126а
2 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт солнечно-земной физики СО РАН (ИСЗФ СО РАН) Иркутский государственный университет (ИГУ), 664033, Иркутск, Лермонтова, 126а 664003, Иркутск, бул. Гагарина, 20
3 Иркутский государственный университет (ИГУ), 664003, Иркутск, бул. Гагарина, 20
4 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт земной коры СО РАН (ИЗК СО РАН), 664033, Иркутск, Лермонтова, 128
По данным GPS-измерений на плотной сети станций GEONET исследованы возмущения полного электронного содержания (ПЭС), сопровождавшие мощное землетрясение 11 марта 2011 г. в Японии. Построены и проанализированы двухмерные пространственные распределения возмущений ПЭС, карты поля скоростей перемещения ионосферных возмущений, а также диаграммы дальность - время, отражающие эволюцию отклика ионосферы на сейсмическое воздействие. В результате изучения пространственной картины распределения ПЭС выявлены перемещающиеся ионосферные возмущения (ПИВ) двух типов, близких по форме к кольцевым волнам, расходящимся из эпицентра. Крупномасштабные ПИВ регистрировались в период времени 05:50-06:25 UT, имели длину волны около 600 км и распространялись со средней скоростью 724 м/с. Среднемасштабные ПИВ наблюдались позднее (после 06:25 UT), их длина волны составляла ~200 км, а средняя горизонтальная скорость распространения (359 м/с) была значительно ниже скорости крупномасштабных волн. Диаграммы дальность - время позволили выделить несколько мод возмущений, распространявшихся с скоростями от 159 до 2,6 км/с. Скорости мод в различных направлениях от эпицентра достаточно близки, в то время как амплитуда возмущений ПЭС зависит от направления их распространения.
Ключевые слова: ионосферные возмущения, ПЭС, GPS, землетрясения
Полный текст

Список литературы:

  1. Афраймович Э.Л., Перевалова Н.П. GPS-мониторинг верхней атмосферы Земли. Иркутск: Изд-во ГУ НЦ РВХ ВСНЦ СО РАМН, 2006. 480 с.
  2. Гохберг М.Б., Лапшин В.М., Стеблов Г.М., Шалимов С.Л. (2011а) Ионосферный отклик на подводные Курильские землетрясения по наблюдениям со спутников GPS // Исследование Земли из космоса. 2011. № 1. С. 30-38.
  3. Гохберг М.Б., Стеблов Г.М., Шалимов С.Л., Вейc В.А., Грехова Е.А. (2011б) Ионосферный отклик на подводное землетрясение в Японии 11.03.2011 г. по наблюдениям со спутников GPS // Геофизические процессы и биосфера. 2011. T. 10. № 1. C. 47-63.
  4. Куницын В.Е., Нестеров И.А., Шалимов С.Л. Мегаземлетрясение в Японии 11 марта 2011 г.: регистрация ионосферных возмущений по данным GPS // Письма в Журн. экспериментальной и теоретической физики. 2011. T. 63. № 8. C. 657-661.
  5. Afraimovich E.L., Astafieva E.I., Kirushkin V.V. Localization of the source of ionospheric disturbance generated during an earthquake // Intern. J. Geomagnetism and Aeronomy. 2006. V. 6. N. 2. doi:10.1029/2004GI000092.
  6. Artru J., Ducic V., Kanamori H., Lognonné P., Murakami M. Ionospheric detection of gravity waves induced by tsunamis // Geophysical J. International. 2005. V. 160. N. 3. P. 840-848.
  7. Astafyeva E.I., Afraimovich E.L. Long-distance propagation of traveling ionospheric disturbances caused by the great Sumatra-Andaman earthquake on 26 December 2004 // Earth, Planets and Space. 2006. V. 58. N. 8. P. 1025-1031.
  8. Astafyeva E., Heki K. Dependence of waveform of near-field coseismic ionospheric disturbances on focal mechanisms // Earth, Planets, Space. 2009. V. 61. P. 939-943.
  9. Astafyeva E., Lognonné P., Rolland L.M. First ionospheric images of the seismic fault slip on the example of the Tohoku-oki earthquake // Geophysical Research Letters. 2011. V. 38. P. L22104. doi:10.1029/2011GL049623.
  10. Bird P. An updated digital model of plate boundaries // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2003. V. 4. N. 3. P. 1027. doi:10.1029/2001GC000252.
  11. Chen C.H., Saito A., Lin J., Liu J.Y., Tsai H.F., Tsugawa T., Otsuka Y., Nishioka M., Matsumura M. Long-distance propagation of ionospheric disturbances generated by the 2011 Tohoku Earthquake // Earth, Planets and Space. 2011. V. 63. N. 7. P. 881-884.
  12. Davies K., Baker D.M. Ionospheric effects observed around the time of the Alaskan earthquake of March 28, 1964 // J. Geophysical Research. 1965. V. 70. P. 2251-2253.
  13. Heki K., Ping J. Directivity and apparent velocity of the coseismic ionospheric disturbances observed with a dense GPS array // Earth Planet Sci. Lett. 2005. V. 236. P. 845-855.
  14. Heki K., Otsuka Y., Choosakul N., Hemmakorn N., Komolmis T., Maruyama T. Detection of ruptures of Andaman fault segments in the 2004 great Sumatra earthquake with coseismic ionospheric disturbances // J. Geophysical Research B: Solid Earth. 2006. V. 111. N. 9. P. B09313.
  15. Heki K. Ionospheric electron enhancement preceding the 2011 Tohoku-Oki earthquake // Geophysical Research Letters. 2011. V. 38. P. L17312. doi:10.1029/2011GL047908
  16. Klobuchar J.A. Ionospheric time-delay algorithm for single-frequency GPS users // IEEE Transactions on Aerospace and Electronics System. 1986. V. 23. N. 3. P. 325-331.
  17. Lognonné P., Artru J., Garcia R., Crespon F., Ducic V., Jeansou E., Occhipinti G., Helbert J., Moreaux G., Godet P.-E. Ground-based GPS imaging of ionospheric post-seismic signal // Planetary and Space Science. 2006. V. 54. N. 5. P. 528-554.
  18. Rolland L.M., Occhipinti G., Lognonné P., Loevenbruck A. Ionospheric gravity waves detected offshore Hawaii after tsunamis // Geophysical Research Letters. 2010. V. 37. N. 17. P. L17101.
  19. Rolland L.M., Lognonné P., Munekane H. 2011a. Detection and modeling of Rayleigh wave induced patterns in the ionosphere // J. Geophysical Research. 2011. V. 116. doi:10.1029/2010JA016060.
  20. Rolland L.M., Lognonné P., Astafyeva E., Kherani E.A., Kobayashi N., Mann M., Munekane H. 2011b. The resonant response of the ionosphere imaged after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake // Earth, Planets and Space. 2011. V. 63. N. 7. P. 853-857.
  21. Shinagawa H., Iyemori T., Saito S., Maruyama T. A numerical simulation of ionospheric and atmospheric variations associated with the Sumatra earthquake on December 26, 2004 // Earth, Planets and Space. 2007. V. 59. N. 9. P. 1015-1026.
  22. Tsugawa T., Saito A., Otsuka Y., Nishioka M., Maruyama T., Kato H., Nagatsuma T., Murata K.T. Ionospheric disturbances detected by GPS total electron content observation after the 2011 Tohoku Earthquake // Earth, Planets and Space. 2011. V. 63. N. 7. P. 875-879.
  23. Xu T., Chen Z., Li C., Wu J., Hua Y., Wu Z. GPS total electron content and surface latent heat flux variations before the 11 March 2011 M9.0 Sendai earthquake // Advances in Space Research. 2011. V. 48. P. 1311-1317.