ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2023. №12
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.15
УДК: 550.388.2
О ВОЗМОЖНОСТИ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ИОНОСФЕРНЫХ
ВОЗМУЩЕНИЙ, ВЫЗВАННЫХ МОЩНЫМИ ПОДЗЕМНЫМИ
ВЗРЫВАМИ, МЕТОДАМИ GNSS-РАДИОПРОСВЕЧИВАНИЯ
А.М. Падохин 1, С.Л. Шалимов 2
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
119991, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 2
2 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта
123242, г. Москва, Б. Грузинская ул., д. 10, стр. 1
Статья поступила в редакцию 27 ноября 2023 г.
Аннотация. С использованием плотных сетей GNSS-приемников проведен анализ ионосферных откликов на два подземных взрыва, имеющих магнитуду меньше, чем существующий порог для детектирования ионосферного отклика на землетрясения. Показано, что при регистрации этих откликов необходимо учитывать возможную анизотропию распространения атмосферных возмущений на ионосферных высотах, как из-за крупномасштабных ветровых структур, так и из-за наклонения геомагнитного поля. Учет этих факторов позволяет снизить порог энергии (по сравнению с тем, что установлен для землетрясений) импульсных литосферных источников (взрывов, вулканических эксплозий), отклик на которые еще может быть зарегистрирован в ионосфере.
Ключевые слова: ионосфера, GNSS-зондирование, искусственные ионосферные возмущения, подземные взрывы.
Финансирование: Российский научный фонд проект № 22-27-00182.
Автор для переписки: Падохин Артем Михайлович, padokhin@physics.msu.ru
Литература
1. Kunitsyn V. E., Nesterov I. A., Shalimov S. L. Japan megathrust earthquake on March 11, 2011: GPS-TEC evidence for ionospheric disturbances //JETP letters. – 2011. – Т. 94. – С. 616-620.
2. Rolland L. M. et al. The resonant response of the ionosphere imaged after the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake //Earth, planets and space. – 2011. – Т. 63. – С. 853-857.
3. Rolland L. M. et al. Discriminating the tectonic and non‐tectonic contributions in the ionospheric signature of the 2011, Mw7. 1, dip‐slip Van earthquake, Eastern Turkey //Geophysical Research Letters. – 2013. – Т. 40. – №. 11. – С. 2518-2522.
4. Jin S., Jin R., Li J. H. Pattern and evolution of seismo‐ionospheric disturbances following the 2011 Tohoku earthquakes from GPS observations //Journal of Geophysical Research: Space Physics. – 2014. – Т. 119. – №. 9. – С. 7914-7927.
5. Rakoto V. et al. Tsunami wave height estimation from GPS‐derived ionospheric data //Journal of Geophysical Research: Space Physics. – 2018. – Т. 123. – №. 5. – С. 4329-4348.
6. Themens D. R. et al. Global propagation of ionospheric disturbances associated with the 2022 Tonga volcanic eruption //Geophysical Research Letters. – 2022. – Т. 49. – №. 7. – С. e2022GL098158.
7. Zakharov V. I., Kunitsyn V. E. Regional features of atmospheric manifestations of tropical cyclones according to ground-based GPS network data //Geomagnetism and Aeronomy. – 2012. – Т. 52. – С. 533-545.
8. Andreeva E. S. et al. Radiotomographical detection of ionosphere disturbances caused by ground explosions //Cosmic Research. – 2001. – Т. 39. – С. 10-14.
9. Calais E. et al. Ionospheric signature of surface mine blasts from Global Positioning System measurements //Geophysical Journal International. – 1998. – Т. 132. – №. 1. – С. 191-202.
10. Ozeki M., Heki K. Ionospheric holes made by ballistic missiles from North Korea detected with a Japanese dense GPS array //Journal of Geophysical Research: Space Physics. – 2010. – Т. 115. – №. A9.
11. Perevalova N. P. et al. Threshold magnitude for ionospheric TEC response to earthquakes //Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. – 2014. – Т. 108. – С. 77-90.
12. Astafyeva E., Heki K. Dependence of waveform of near-field coseismic ionospheric disturbances on focal mechanisms //Earth, Planets and Space. – 2009. – Т. 61. – С. 939-943.
13. Park J. et al. GPS discrimination of traveling ionospheric disturbances from underground nuclear explosions and earthquakes //Navigation: Journal of the institute of navigation. – 2014. – Т. 61. – №. 2. – С. 125-134.
14. Huang C. Y. et al. Ionospheric detection of explosive events //Reviews of Geophysics. – 2019. – Т. 57. – №. 1. – С. 78-105.
15. EarthScope Consortium operates the National Science Foundation’s Geodetic Facility for the Advancement of Geoscience (GAGE) and Seismological Facility for the Advancement of Geoscience (SAGE). URL: https://unavco.org
16. The NOAA CORS Network (NCN) URL: https://geodesy.noaa.gov/CORS/
17. Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Wasle E. GNSS–global navigation satellite systems: GPS, GLONASS, Galileo, and more. – Springer Science & Business Media, 2007.
18. Гохберг М. Б., Шалимов С. Л. Воздействие землетрясений и взрывов на ионосферу. – Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука, 2008.
19. U.S. Geological Survey. URL: https://usgs.gov
20. Kotake N. et al. Statistical study of medium-scale traveling ionospheric disturbances observed with the GPS networks in Southern California //Earth, planets and space. – 2007. – Т. 59. – С. 95-102.
21. Tsugawa T. et al. Medium‐scale traveling ionospheric disturbances detected with dense and wide TEC maps over North America //Geophysical Research Letters. – 2007. – Т. 34. – №. 22.
22. Medvedev А. V. et al. Relation of internal gravity wave anisotropy with neutral wind characteristics in the upper atmosphere //Journal of Geophysical Research: Space Physics. – 2017. – Т. 122. – №. 7. – С. 7567-7580.
23. Рябова С.А., Шалимов С.Л. Отклик геомагнитного поля на землетрясение в Турции 06.02.2023 // Солнечно-земные связи и физика предвестников землетрясений: XIII международная конференция, с. Паратунка, Камчатский край, 25 – 29 сентября 2023 г.: сб. тез. докл. Паратунка: ИКИР ДВО РАН, 2023. 126 c.
Для цитирования:
Падохин А.М., Шалимов С.Л. О возможности детектирования ионосферных возмущений, вызванных мощными подземными взрывами, методами GNSS-радиопросвечивания. // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – №. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.15