Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 141-149
Идентификация предсейсмических возмущений в атмосфере с использованием модифицированного критерия STA/LTA
1 Научная Станция РАН в г. Бишкеке, Бишкек, Кыргызстан
Одобрена к печати: 20.05.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-141-149
Предложен новый подход к анализу пространственно-временных вариаций температуры в верхней тропосфере и нижней стратосфере (UTLS), основанный на использовании модифицированного критерия STA/LTA и предназначенный для выделения и идентификации возмущений. Разработанный алгоритм позволяет обнаруживать связанные с сейсмической активностью уникальные вариации, присутствующие в непрерывных изменениях температуры и согласованно проявляющиеся на различных уровнях UTLS. Для этого были определены оптимальные параметры для вычисления отношения характеристических функций в коротком (STA) и длинном (LTA) временных окнах. Тестирование предлагаемого алгоритма показало его достаточно высокую устойчивость к воздействию на изменения температуры различных несейсмических факторов и способность работать в реальном времени, что удобно для прогнозных целей и позволяет автоматизировать идентификацию аномалий. Приведены результаты ретроспективного анализа спутниковых временных рядов температуры над эпицентральной областью разрушительного Нуринского землетрясения магнитудой M = 6,7, произошедшего 5 октября 2008 г. в сейсмически активном регионе Тянь-Шаня. Установлено, что явно выраженная мезомасштабная аномалия температуры в UTLS наблюдалась в период с 1 по 3 октября 2008 г. Аномальная область начала формироваться на расстоянии ~200–300 км от эпицентра, а затем перемещалась в восточном направлении и достигла максимума 2 октября 2008 г. за 3 дня до землетрясения M = 6,7. Пространственные и временные распределения возмущения температуры дают основание предполагать вероятную связь с подготовкой к сейсмическому событию.
Ключевые слова: землетрясение, спутниковые данные, верхняя тропосфера, нижняя стратосфера, температура, аномалии, алгоритм, STA, LTA, дисперсия, идентификация
Полный текстСписок литературы:
- Свердлик Л. Г., Имашев С. А. Пространственно-временное распределение возмущений в атмосфере перед сильными землетрясениями в Тянь-Шане // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 5. С. 114–122. DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-5-114-122.
- Manney G. L., Hegglin M. I., Lawrence Z. D., Wargan K., Millán L. F., Schwartz M. J., Santee M. L., Lambert A., Pawson S., Knosp B. W., Fuller R. A., Daffer W. H. Reanalysis comparisons of upper tropospheric–lower stratospheric jets and multiple tropopauses // Atmospheric Chemistry and Physics. 2017. V. 17. No. 18. P. 11541–11566. DOI: 10.5194/acp-17-11541-2017.
- Sabbione J. I., Velis D. R. A robust method for microseismic event detection based on automatic phase pickers // J. Applied Geophysics. 2013. V. 99. P. 42–50. DOI: 10.1016/j.jappgeo.2013.07.011.
- Sverdlik L., Imashev S. Spatial-temporal distribution of atmospheric temperature anomalies connected with seismic activity in Tien-Shan // MAUSAM. 2020. V. 71. No. 3. P. 481–490. URL: https://metnet.imd.gov.in/mausamdocs/171310_F.pdf.
- Tramutoli V., Corrado R., Filizzola C., Genzano N., Lisi M., Pergola N. From visual comparison to Robust Satellite Techniques: 30 years of thermal infrared satellite data analyses for the study of earthquake preparation phases // Bollettino di Geofisica Teorica ed Applicata. 2015. V. 56. No. 2. P. 167–202. DOI: 10.4430/bgta0149.
- Tronin A. A. Satellite Thermal Survey — A New Tool for the Study of Seismoactive Regions // Intern. J. Remote Sensing. 1996. V. 17. No. 8. P. 1439–1455. DOI: 10.1080/01431169608948716.
- Vaezi Y., Van der Baan M. Comparison of the STA/LTA and power spectral density methods for microseismic event detection // Geophysical J. Intern. 2015. V. 203. No. 3. P. 1896–1908. DOI: 10.1093/gji/ggv419.
- Yang S.-S., Asano T., Hayakawa M. Abnormal gravity wave activity in the stratosphere prior to the 2016 Kumamoto earthquakes // J. Geophysical Research: Space Physics. 2019. V. 124. No. 2. P. 1410–1425. DOI: 10.1029/2018JA026002.
- Yu D., Xu X., Luo J., Li J. On the Relationship between Gravity Waves and Tropopause Height and Temperature over the Globe Revealed by COSMIC Radio Occultation Measurements // Atmosphere. 2019. V. 10. Iss. 2. Art. No. 75. DOI: 10.3390/atmos10020075.
- Zhang X., Kang C., Ma W., Ren J., Wang Y. Study on thermal anomalies of earthquake process by using tidal-force and outgoing-longwave-radiation // Thermal Science. 2018. V. 22. No. 2. P. 767–776. DOI: 10.2298/TSCI161229153Z.
- Zhang Y., Zhang S., Huang C., Huang K., Gong Y., Gan Q. The interaction between the tropopause inversion layer and the inertial gravity wave activities revealed by radiosonde observations at a midlatitude station // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2015. V. 120. No. 16. P. 8099–8111. DOI: 10.1002/2015JD023115.