Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 318-327
Атмосферные и ионосферные аномалии, предшествующие сильному экваториальному землетрясению на Суматре
С.А. Имашев
1 , Л.Г. Свердлик
1, 2 1 Научная Станция РАН в г. Бишкеке, Бишкек, Кыргызстан
2 Кыргызско-российский славянский университет, Бишкек, Кыргызстан
Одобрена к печати: 10.08.2022
DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-318-327
Спутниковое дистанционное зондирование играет важнейшую роль в изучении динамических процессов, протекающих в различных слоях атмосферы/ионосферы, и взаимодействия между этими слоями и литосферой. Представляем результаты сравнительного анализа аномальных вариаций температуры в нижней атмосфере и полного электронного содержания (ПЭС) ионосферы, основанных на глобальных данных реанализа MERRA-2 и навигационной системы GNSS/GPS и относящихся к периоду сильной сейсмической активности. Задача выделения и идентификации предсейсмических возмущений, которые наблюдались в процессе подготовки крупного низкоширотного землетрясения магнитудой M = 8,6 и его афтершока M = 8,2, произошедших на Суматре (Индонезия) 11 апреля 2012 г., решалась на основе применения разработанных и апробированных ранее алгоритмов. Реакция верхней тропосферы/нижней стратосферы (UTLS) и ионосферы на предстоящее сильное землетрясение при спокойных геомагнитных условиях проявлялась в аномальном изменении температуры и ПЭС соответственно. Аномалии располагались вблизи эпицентра землетрясения и достигали максимума 6 апреля 2012 г. (за 6 дней до события). В отличие от мезомасштабного температурного возмущения в UTLS аномалия ПЭС имела значительно больший горизонтальный размер, составляющий несколько тысяч километров. При всём различии пространственных масштабов и динамики временной эволюции возмущений в ионосфере и атмосфере области аномальных значений исследуемых параметров в момент максимального развития располагались вблизи эпицентра и были достаточно близки по форме. В качестве вероятного механизма взаимодействия литосферы, атмосферы и ионосферы рассматривалось усиление активности процесса генерации длиннопериодных атмосферных гравитационных волн.
Ключевые слова: спутниковые измерения, температура, землетрясение, верхняя тропосфера, нижняя стратосфера, ионосфера, интегральный параметр, аномалия, геомагнитная активность, Dst-индекс
Полный текстСписок литературы:
- Свердлик Л. Г., Имашев С. А. Динамика температуры тропопаузы в период сейсмической активности в Центральном Тянь-Шане // Наука и новые технологии. 2015. № 1. С. 23–27.
- Свердлик Л. Г., Имашев С. А. О предсейсмических аномалиях температуры атмосферы // Геосистемы переходных зон. 2019. Т. 3. № 1. С. 19–26. DOI: 10.30730/2541-8912.2019.3.1.019-026.
- 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.
- Тертышников А. В., Большаков В. О. Технология мониторинга ионосферы с помощью приемника сигналов навигационных КА GPS/ГЛОНАСС (Galileo) // Информация и космос. 2010. № 1. С. 100–105.
- Тертышников А. В., Пулинец С. А. Способ зондирования ионосферы, тропосферы, геодвижений и комплекс для его реализации. Патент РФ 2502080. Рег. 20.12.2013.
- Тертышников А. В., Иванов И. И., Писанко Ю. В., Смирнов В. М., Палей А. А., Ковалев Д. С., Тертышников А. М., Дубова Ю. А., Зинкина М. Д. Способ зондирования ионосферы и тропосферы. Патент РФ 2693842. Рег. 05.07.2019.
- Cahyadi M. N., Heki K. Ionospheric disturbances of the 2007 Bengkulu and the 2005 Nias earthquakes, Sumatra, observed with a regional GPS network // J. Geophysical Research: Space Physics. 2013. V. 118. P. 1777–1787. DOI: 10.1002/jgra.50208.
- 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.
- Hernández-Pajares M., Juan J., Sanz J., Orus R., Garcia-Rigo A., Feltens J., Komjathy A., Schaer S., Krankowski A. The IGS VTEC maps: a reliable source of ionospheric information since 1998 // J. Geodesy. 2009. V. 83. Iss 3–4. P. 263–275. DOI: 10.1007/s00190-008-0266-1.
- Hu Z., Fan L., Wang C., Wang Z., Shi C., Jing G. More reliable global ionospheric maps combined from ionospheric products of the seven IGS analysis centers // Results in Physics. 2020. V. 17. Art. No. 103162. 2 p. DOI: 10.1016/j.rinp.2020.103162.
- Oikonomou C., Haralambous H., Pulinets S., Khadka A., Paudel S. R., Barta V., Muslim B., Kourtidis K., Karagioras A., Inyurt S. Investigation of Pre-Earthquake Ionospheric and Atmospheric Disturbances for Three Large Earthquakes in Mexico // Geosciences. 2021. V. 11. Iss. 1. Art. No. 16. 28 p. DOI: 10.3390/geosciences11010016.
- Pulinets S. A., Legenka A. D. Spatial-temporal characteristics of large scale distributions of electron density observed in the ionospheric F-region before strong earthquakes // Cosmic Research. 2003. V. 41. Iss. 3. P. 221–230. DOI: 10.1023/A:1024046814173.
- Sasmal S., Chowdhury S., Kundu S., Politis D. Z., Potirakis S. M., Balasis G., Hayakawa M., Chakrabarti S. K. Pre-Seismic Irregularities during the 2020 Samos (Greece) Earthquake (M = 6.9) as Investigated from Multi-Parameter Approach by Ground and Space-Based Techniques // Atmosphere. 2021. V. 12. Iss. 8. Art. No. 1059. 34 p. DOI: 10.3390/atmos12081059.
- 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.
- Yang S.-S., Hayakawa M. Gravity Wave Activity in the Stratosphere before the 2011 Tohoku Earthquake as the Mechanism of Lithosphere-atmosphere-ionosphere Coupling // Entropy. 2020. V. 22. Iss. 1. Art. No. 110. 22 p. DOI: 10.3390/e22010110.
- Yao Y. B., Chen P., Wu H., Zhang S., Peng W. F. Analysis of ionospheric anomalies before the 2011 Mw 9.0 Japan earthquake // Chinese Science Bull. 2012. V. 57. P. 500–510.
- 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. 8 p. DOI: 10.1038/s41598-020-74995-w.
- Zhu F., Zhou Y., Wu Y. Anomalous variation in GPS TEC prior to the 11 April 2012 Sumatra earthquake // Astrophysics and Space Science. 2013. V. 345. P. 231–237. DOI: 10.1007/s10509-013-1389-2.