Журнал

О журнале Новости Редколлегия Информация для авторов и рецензентов Публикационная этика Дискуссия Контакты ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:
отправка и рецензирование статей
Архив
Том 22, 2025
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 21, 2024
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 20, 2023
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 19, 2022
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 18, 2021
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 17, 2020
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 16, 2019 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 15, 2018 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 14, 2017 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6 Номер 7
Том 13, 2016 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 12, 2015 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5 Номер 6
Том 11, 2014 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 10, 2013 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 9, 2012 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4 Номер 5
Том 8, 2011 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Том 7, 2010 г.
Номер 1 Номер 2 Номер 3 Номер 4
Выпуск 6, 2009 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 5, 2008 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 4, 2007 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 3, 2006 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 2, 2005 г.
Том 1 Том 2
Выпуск 1, 2004 г.
Том 1
Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
Ваш e-mail:
подписаться отписаться
English version
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. 2025. Т. 22. № 4. С. 149-163

Динамика тепловых аномалий в сейсмически активном регионе Центральной Азии

Л.Г. Свердлик 1, 2 
1 Научная станция РАН в г. Бишкеке, Бишкек, Кыргызстан
2 Кыргызско-российский славянский университет, Бишкек, Кыргызстан
Одобрена к печати: 10.06.2025
DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-4-149-163
Представлены результаты ретроспективного исследования аномалий в изменениях термической стратификации атмосферы в области тропопаузы над эпицентральными областями шести землетрясений с магнитудой M>6,0, которые были зарегистрированы в 2015–2016 гг. на территории, протянувшейся от Памиро-Гиндукушской сейсмической зоны Афганистана на юго-западе до Восточного Памира (Таджикистан) на северо-востоке. На примере этих событий выполнена оценка пространственного масштаба, локализации, продолжительности и времени проявления аномальных возмущений температуры. Выделение сейсмо-атмосферных эффектов проводилось с использованием специально разработанного алгоритма обработки данных спутникового мониторинга (глобальный реанализ MERRA-2 (англ. Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, version 2)), основанного на вычислении критерия STA/LTA (англ. Short Time Averaging to Long Time Averaging). Результаты анализа профилей температуры на уровнях от 500 до 40 гПа показали, что перед каждым из исследованных землетрясений атмосфера находилась в возмущённом состоянии. Предсейсмические аномалии характеризовались повышенными значениями параметра δTC (≥1,5) и проявлялись в виде хорошо выраженных мезомасштабных (300–900 км) областей. При этом пространственный масштаб тепловых аномалий перед сильными землетрясениями с глубоким гипоцентром (более 200 км) был значительно более широким. Максимумы в возмущениях температуры наблюдались за 1–5 сут до сильных землетрясений и были локализованы над эпицентральными областями либо в пределах нескольких сотен километров от эпицентров, что полностью соответствует критериям DTS-T (англ. Deviation-Time-Space-Thermal) и можно, вероятно, рассматривать как свидетельство взаимодействия литосферы и атмосферы в периоды подготовки сильных землетрясений. В качестве наиболее вероятного механизма формирования предсейсмических возмущений в слоях нижней атмосферы рассматривались атмосферные гравитационные волны, генерируемые медленными колебаниями земной поверхности.
Ключевые слова: спутниковые измерения, температура, землетрясение, верхняя тропосфера, нижняя стратосфера, критерий STA/LTA, интегральный параметр, аномалия
Полный текст

Список литературы:

  1. Имашев С. А., Свердлик Л. Г. Атмосферные и ионосферные аномалии, предшествующие сильному экваториальному землетрясению на Суматре // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 4. С. 318–327. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-4-318-327.
  2. 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.
  3. Свердлик Л. Г. Атмосферные эффекты крупнейших землетрясений Альпийско-Гималайского сейсмического пояса // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 2. С. 81–90. DOI: 10.21046/2070-7401-2022-19-2-81-90.
  4. Свердлик Л. Г. Динамика возмущений в нижней атмосфере в сейсмически активных регионах Азии // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 2. С. 144–152. DOI: 10.21046/2070-7401-2023-20-2-144-152.
  5. Свердлик Л. Г. Предсейсмические возмущения метеопараметров в нижней атмосфере по данным спутниковых измерений // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2025. Т. 22. № 1. С. 56–68. DOI: 10.21046/2070-7401-2025-22-1-56-68.
  6. Свердлик Л. Г., Ибраев А. Э. Использование модифицированного алгоритма STA/LTA для выделения предсейсмических возмущений температуры в нижней атмосфере // Вестн. Кыргызско-Российского Славянского ун-та. 2022. Т. 22. № 12. С. 190–196. DOI: 10.36979/1694-500X-2022-22-12-190-196.
  7. Свердлик Л. Г., Ибраев А. Э. Программа «IPPLA» (Identification of Preseismic Perturbations in the Lower Atmosphere). Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ № 2023612499. Рег. 03.02.2023.
  8. Шерман С. И. Тектонофизические признаки формирования очагов сильных землетрясений в сейсмических зонах Центральной Азии // Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7. № 4. С. 495–512. DOI: 10.5800/GT‐2016‐7‐4‐0219.
  9. Aumann H. H., Chahine M. T., Gautier C. et al. AIRS/AMSU/HSB on the Aqua mission: Design, science objectives, data products, and processing systems // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2003. V. 41. No. 2. P. 253–264. DOI: 10.1109/TGRS.2002.808356.
  10. Bloch W., Metzger S., Schurr B. et al. The 2015–2017 Pamir earthquake sequence: foreshocks, main shocks and aftershocks, seismotectonics, fault interaction and fluid processes // Geophysical J. Intern. 2023. V. 233. No. 1. P. 641–662. DOI: 10.1093/gji/ggac473.
  11. Chen H., Han P., Hattori K. Recent Advances and challenges in the seismo-electromagnetic study: A brief review // Remote Sensing. 2022. V. 14. No. 22. Article 5893. DOI: 10.3390/rs14225893.
  12. 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.
  13. Dobrovolsky I. P., Zubkov S. I., Miachkin V. I. Estimation of the size of earthquake preparation zones // Pure and Applied Geophysics. 1979. V. 117. P. 1025–1044.
  14. Draz M. U., Shah M., Jamjareegulgarn P. et al. Deep machine learning based possible atmospheric and ionospheric precursors of the 2021 Mw 7.1 Japan earthquake // Remote Sensing. 2023. V. 15. No. 7. Article 1904. DOI: 10.3390/rs15071904.
  15. Feng F., Wang K. Merging satellite retrievals and reanalyses to produce global long-term and consistent surface incident solar radiation datasets // Remote Sensing. 2018. V. 10. No. 1. Article 115. DOI: 10.3390/rs10010115.
  16. Genzano N., Filizzola C., Hattori K. et al. Statistical correlation analysis between thermal infrared anomalies observed from MTSATs and large earthquakes occurred in Japan (2005–2015) // J. Geophysical Research: Solid Earth. 2021. V. 126. Iss. 2. Article e2020JB020108. DOI: 10.1029/2020JB020108.
  17. Ghosh S., Chowdhury S., Kundu S. et al. Unusual surface latent heat flux variations and their critical dynamics revealed before strong earthquakes // Entropy. 2022. V. 24. No. 1. Article 23. DOI: 10.3390/e24010023.
  18. Harrison R. G., Aplin K. L., Rycroft M. J. Brief Communication: Earthquake-cloud coupling through the global atmospheric electric circuit // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2014. V. 14. P. 773–777. DOI: 10.5194/nhess-14-773-2014.
  19. Jiao Z.-H., Shan X. Statistical framework for the evaluation of earthquake forecasting: A case study based on satellite surface temperature anomalies // J. Asian Earth Sciences. 2021. V. 211. Article 104710. DOI: 10.1016/j.jseaes.2021.104710.
  20. Jiao Z.-H., Zhao J., Shan X. Pre-seismic anomalies from optical satellite observations: a review // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2018. V. 18. P. 1013–1036. DOI: 10.5194/nhess-18-1013-2018.
  21. 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. Article 765. DOI: 10.3390/atmos12060765.
  22. Korepanov V., Hayakawa M., Yampolski Y., Lizunov G. AGW as a seismo-ionospheric coupling responsible agent // Physics and Chemistry of the Earth. 2009. V. 34. Iss. 6–7. P. 485–495. DOI: 10.1016/j.pce.2008.07.014.
  23. Liu J., Cui J., Zhang Y. et al. Study of the OLR anomalies before the 2023 Turkey M7.8 earthquake // Remote Sensing. 2023. V. 15. No. 21. Article 5078. DOI: 10.3390/rs15215078.
  24. Liu S., Cui Y., Wei L. et al. Pre-earthquake MBT anomalies in the Central and Eastern Qinghai-Tibet Plateau and their association to earthquakes // Remote Sensing of Environment. 2023. V. 298. Article 113815. DOI: 10.1016/j.rse.2023.113815.
  25. Lu X., Meng Q., Ma W., Zhang X. Air temperature variations analysis of the Hualian M6.9 earthquake // Atmosphere. 2024. V. 15. Iss. 12. Article 1463. DOI: 10.3390/atmos15121463.
  26. Luo B., Minnett P. J., Szczodrak M. et al. Accuracy assessment of MERRA-2 and ERA-Interim sea surface temperature, air temperature, and humidity profiles over the Atlantic Ocean using AEROSE Measurements // J. Climate. 2020. V. 33. P. 6889–6909. DOI: 10.1175/JCLI-D-19-0955.1.
  27. McCarty W., Coy L., Gelaro R. et al. MERRA-2 input observations: Summary and initial assessment. Technical Report Series on Global Modeling and Data Assimilation, V. 46. NASA/TM–2016-104606. Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, 2016. 61 p.
  28. Meng L., Liu J., Tarasick D. W. et al. Continuous rise of the tropopause in the Northern Hemisphere over 1980–2020 // Science Advances. 2021. V. 7. Iss. 45. 9 p. DOI: 10.1126/sciadv.abi8065.
  29. Panchal H., Saraf A. K., Das J., Dwivedi D. Satellite based detection of pre-earthquake thermal anomaly, co-seismic deformation and source parameter modelling of past earthquakes // Natural Hazards Research. 2022. V. 2. Iss. 4. P. 287–303. DOI: 10.1016/j.nhres.2022.12.001.
  30. Picozza P., Conti L., Sotgiu A. Looking for earthquake precursors from space: A critical review // Frontiers in Earth Science. 2021. V. 9. Article 676775. DOI: 10.3389/feart.2021.676775.
  31. Qin K., Wu L., Zheng S., Liu S. A Deviation-Time-Space-Thermal (DTS-T) method for Global Earth Observation System of Systems (GEOSS)-based earthquake anomaly recognition: Criterions and quantify indices // Remote Sensing. 2013. V. 5. No. 10. P. 5143–5151. DOI: 10.3390/rs5105143.
  32. Rasheed R., Chen B., Wu D., Wu L. A comparative study on multi-parameter ionospheric disturbances associated with the 2015 Mw 7.5 and 2023 Mw 6.3 earthquakes in Afghanistan // Remote Sensing. 2024. V. 16. No. 11. Article 1839. DOI: 10.3390/rs16111839.
  33. Shangguan M., Wang W., Jin S. Variability of temperature and ozone in the upper troposphere and lower stratosphere from multi-satellite observations and reanalysis data // Atmospheric Chemistry and Physics. 2019. V. 19. P. 6659–6679. DOI: 10.5194/acp-19-6659-2019.
  34. Schekotov A. Yu., Molchanov O. A., Hayakawa M. A study of atmospheric influence from earthquake statistics // Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C. 2006. V. 31. Iss. 4–9. P. 341–345. DOI: 10.1016/j.pce.2006.02.002.
  35. Scherllin-Pirscher B., Steiner A. K., Anthes R. A. et al. Tropical temperature variability in the UTLS: New insights from GPS radio occultation observations // J. Climate. 2021. V. 34. Iss. 8. P. 2813–2838. DOI: 10.1175/JCLI-D-20-0385.1.
  36. Shi C., Cai W., Guo D. Composition and thermal structure of the upper troposphere and lower stratosphere in a penetrating mesoscale convective complex determined by satellite observations and model simulations // Hindawi Advances in Meteorology. 2017. V. 2017. Article 6404796. 9 p. DOI: 10.1155/2017/6404796.
  37. Sippl C., Schurr B., Yuan X. et al. Geometry of the Pamir-Hindu Kush intermediate-depth earthquake zone from local seismic data // J. Geophysical Research: Solid Earth. 2013. V. 118. Iss. 4. P. 1438–1457. DOI: 10.1002/jgrb.50128.
  38. Wen T., Wei C., Wang Z. et al. Regional thermal radiation characteristics of FY satellite remote sensing based on big data analysis // J. Sensors. 2023. V. 23. Article 8446. DOI: 10.3390/s23208446.
  39. Xiong P., Shen X. Outgoing longwave radiation anomalies analysis associated with different types of seismic activity // Advances in Space Research. 2017. V. 59. Iss. 5. P. 1408–1415. DOI: 10.1016/j.asr.2016.12.011.
  40. Xu X., Chen S., Zhang S., Dai R. Analysis of potential precursory pattern at Earth surface and the above atmosphere and ionosphere preceding two Mw ≥ 7 earthquakes in Mexico in 2020–2021 // Earth and Space Science. 2022. V. 9. Iss. 10. Article e2022EA002267. DOI: 10.1029/2022EA002267.
  41. Zhang W., Zhao J., Wang W. et al. A preliminary evaluation of surface latent heat flux as an earthquake precursor // Natural Hazards and Earth System Sciences. 2013. V. 13. P. 2639–2647. DOI: 10.5194/nhess-13-2639-2013.