Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
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. 2022. Т. 19. № 2. С. 81-90

Атмосферные эффекты крупнейших землетрясений Альпийско-Гималайского сейсмического пояса

Л.Г. Свердлик 1, 2 
1 Научная Станция РАН в г. Бишкеке, Бишкек, Кыргызстан
2 Кыргызско-российский славянский университет, Бишкек, Кыргызстан
Одобрена к печати: 28.04.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-2-81-90
Верхняя тропосфера/нижняя стратосфера (UTLS) является динамичным регионом, подверженным влиянию различных возмущений, которые можно проследить по изменениям температуры. В настоящем исследовании решалась задача выделения аномальных изменений температуры, которые могут быть связаны с крупными сейсмическими событиями. Были проанализированы данные спутниковых измерений (MERRA-2) в периоды подготовки четырёх разрушительных землетрясений с магнитудами M > 7,5, произошедших в зоне Альпийско-Гималайского сейсмического пояса: в Китае (2008), Иране, Пакистане (2013) и Непале (2015). Для идентификации предсейсмических возмущений предложен новый подход к анализу пространственно-временных вариаций температуры в UTLS, основанный на использовании модифицированного критерия STA /LTA, статистического и спектрального анализа. Разработанный алгоритм построен на последовательном вычислении межсуточной изменчивости температуры ΔT, отношения скользящих дисперсий (VARSTA / VARLTA) и интегральных параметров аномальных вариаций δTC (δT). Диапазон и характер изменения этих параметров определялся интенсивностью короткопериодных возмущений температуры. Применение разработанного алгоритма позволило установить, что аномалии сейсмогенного происхождения характеризовались высокими значениями параметра δTC (≥2,0) и проявлялись в виде хорошо выраженных мезомасштабных (300–800 км), относительно долгоживущих (от 18 до 36 ч) возмущённых областей. Аномалии температуры наблюдались за 1–5 сут до сильных землетрясений и были локализованы в пределах нескольких сотен километров от их эпицентров. Поскольку все рассматриваемые события произошли на фоне спокойных геомагнитных условий, пространственно-временные распределения аномалий температуры дают основание предполагать связь с процессами подготовки землетрясений.
Ключевые слова: спутниковые измерения, температура, землетрясение, верхняя тропосфера, нижняя стратосфера, критерий STA/LTA, интегральный параметр, аномалия, геомагнитная активность, Dst-индекс
Полный текст

Список литературы:

  1. Свердлик Л. Г. Идентификация предсейсмических возмущений в атмосфере с использованием модифицированного критерия STA/LTA // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 3. С. 141–149. DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-3-141-149.
  2. Carbone V., Piersanti M., Materassi M., Battiston R., Lepreti F., Ubertini P. A mathematical model of lithosphere – atmosphere coupling for seismic events // Scientific Reports. 2021. V. 11. Art. No. 8682. DOI: 10.1038/s41598-021-88125-7.
  3. Chetia B., Devi M., Kalita S., Barbara A. K. Magnetic storm time effect on upper and lower atmosphere: An analysis through GPS and remote sensing observation over Guwahati // Indian J. Radio and Space Physics. 2017. V. 46. P. 120–130.
  4. He L., Heki K. Ionospheric anomalies immediately before Mw7.0–8.0 earthquakes // J. Geophysical Research: Space Physics. 2017. V. 122. No. 8. P. 8659–8678. DOI: 10.1002/2017JA024012.
  5. Jin S., Han L., Cho J. Lower atmospheric anomalies following the 2008 Wenchuan Earthquake observed by GPS measurements // J. Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. 2011. V. 73. P. 810–814. DOI: 10.1016/j.jastp.2011.01.023.
  6. Jing F., Singh R. P., Shen X. Land – Atmosphere – Meteorological coupling associated with the 2015 Gorkha (M 7.8) and Dolakha (M 7.3) Nepal earthquakes // Geomatics, Natural Hazards and Risk. 2019. V. 10. No. 1. P. 1267–1284. DOI: 10.1080/19475705.2019.1573629.
  7. Kherani E. A., Sanchez S. A., de Paula E. R. Numerical Modeling of Coseismic Tropospheric Disturbances Arising from the Unstable Acoustic Gravity Wave Energetics // Atmosphere. 2021. V. 12. Iss. 6. Art. No. 765. DOI: 10.3390/atmos12060765.
  8. Piersanti M., Materassi M., Battiston R., Carbone V., Cicone A., D’Angelo G., Diego P., Ubertini P. Magnetospheric – Ionospheric – Lithospheric Coupling Model. 1: Observations during the 5 August 2018 Bayan Earthquake // Remote Sensing. 2020. V. 12. Iss. 20. Art. No. 3299. DOI: 10.3390/rs12203299.
  9. Singh R. P., Mehdi W., Sharma M. Complementary nature of surface and atmospheric parameters associated with Haiti earthquake of 12 January 2010 // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2010. V. 10. Iss. 6. P. 1299–1305. DOI: 10.5194/nhess-10-1299-2010.
  10. Sverdlik L. Anomalous temperature changes in the UTLS region prior to the 2008 Nura Earthquake // E3S Web Conf. 2021. V. 333. Art. No. 02013. RPERS, 2021. DOI: 10.1051/e3sconf/202133302013.
  11. 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.
  12. Yan X., Sun Y., Yu T., Liu J.-Y., Qi Y., Xia C., Zuo X., Yang N. Stratosphere perturbed by the 2011 Mw9.0 Tohoku earthquake // Geophysical Research Letters. 2018. V. 45. Iss. 19. P. 10050–10056. DOI: 10.1029/2018GL079046.
  13. 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. Iss. 2. P. 1410–1425. DOI: 10.1029/2018JA026002.
  14. Yu Z., Hattori K., Zhu K., Fan M., Marchetti D., He X., Chi C. Evaluation of Pre-Earthquake Anomalies of Borehole Strain Network by Using Receiver Operating Characteristic Curve // Remote Sensing. 2021. V. 13. No. 3. Art. No. 515. DOI: 10.3390/rs13030515.
  15. Zhu F., Jiang Y. Investigation of GIM-TEC disturbances before M ≥ 6.0 inland earthquakes during 2003–2017 // Scientific Reports. 2020. V. 10. Art. No. 18038. DOI: 10.1038/s41598-020-74995-w.