О геомагнитных и ионосферных вариациях после сильного извержения вулкана Шивелуч 2023 г.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Наземные магнитометры и станции вертикального зондирования ионосферы использованы для регистрации специфических вариаций геомагнитного поля, обусловленных возмущением токовых систем нижней ионосферы, и электронной концентрации верхней ионосферы после сильного вулканического извержения на Камчатке (Россия) 10.04.2023 г. Анализ результатов измерений двух серий эксплозий показал, что воздействие на нижнюю ионосферу осуществляется как посредством сейсмических волн Релея (являющихся источником акустических волн, распространяющихся в ионосферу), так и атмосферных внутренних гравитационных волн, генерируемых эксплозиями. На расстояниях от источника до тысячи километров обнаружена повторяемость картины ионосферных возмущений после каждой из шести вулканических эксплозий. На больших расстояниях в ионосфере четко регистрируются сигналы от акустических волн, обусловленных волнами Релея, а выделение сигналов от атмосферных внутренних волн затруднено из-за влияния возмущений от других внешних источников.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. А. Рябова

Институт динамики геосфер имени академика М.А. Садовского РАН; Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: ryabovasa@mail.ru
Россия, Москва; Москва

С. Л. Шалимов

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: ryabovasa@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Гирина О.А., Демянчук Ю.В., Мельников Д.В., Ушаков С.В., Овсянников А.А., Сокоренко А.В. Пароксизмальная фаза извержения вулкана Молодой Шивелуч, Камчатка, 27 февраля 2005 г. (предварительное сообщение) // Вулканология и сейсмология. 2006. № 1. C. 16–23.
  2. Гирина О.А., Лупян Е.А., Хорват А., Мельников Д.В., Маневич А.Г., Нуждаев А.А., Бриль А.А., Озеров А.Ю., Крамарева Л.С., Сорокин А.А. Анализ развития пароксизмального извержения вулкана Шивелуч 10–13 апреля 2023 года на основе данных различных спутниковых систем // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2023. Т. 20. № 2. С. 283–291.
  3. Горбач Н.В., Портнягин М.В. Геологическое строение и петрология лавового комплекса вулкана Молодой Шивелуч, Камчатка // Петрология. 2011. Т. 19. № 2. С. 140–172.
  4. Жаринов Н.А., Демянчук Ю.В., Борисов И.А. О продолжении нового эруптивного цикла вулкана Шивелуч в 2001–2021 гг., Камчатка // Вулканология и сейсмология. 2022. № 3. С. 3–11.
  5. Куницын В.Е., Нестеров И.А., Шалимов С.Л. Мегаземлетрясение в Японии 11 марта 2011 г.: регистрация ионосферных возмущений по данным GPS // Письма в ЖЭТФ. 2011. Т. 94. № 8. С. 657–661.
  6. Куницын В.Е., Шалимов С.Л. Ультранизкочастотные вариации магнитного поля при распространении в ионосфере акустико-гравитационных волн // Вестник МГУ. Сер. 3. Физика. Астрономия. 2011. № 5. С. 75–78.
  7. Малкин Е.И., Чернева B.И., Махлай Д.О., Чернева Н.В., Акбашев Р.Р., Санников Д.В. Дистанционные методы наблюдений за извержениями вулканов Шивелуч и Безымянный // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. 2023. Т. 43. № 2. C. 141–165.
  8. Руководство URSI по интерпретации и обработке ионограмм / П.В. Медникова (ред.). М.: Наука. 1977. 342 с.
  9. Рябова С.А., Ольшанская Е.В., Шалимов С.Л. Отклик нижней и верхней ионосферы на землетрясения в Турции 06.02.2023 г. // Физика Земли. 2023. № 6. С. 153–162. doi: 10.31857/S0002333723060182
  10. Рябова С.А., Шалимов С.Л. О геомагнитных вариациях, наблюдаемых на поверхности Земли и приуроченных к сильным землетрясениям // Физика Земли. 2022. № 4. С. 30–45. doi: 10.31857/S0002333722040081
  11. Спивак А.А., Рыбнов Ю.С., Рябова С.А., Соловьев С.П., Харламов В.А. Акустический, магнитный и электрические эффекты извержения вулкана Стромболи (Италия) в июле–августе 2019 г. // Физика Земли. 2020. № 5. С. 117–130. doi: 10.31857/S0002333720050129
  12. Спивак А.А., Рябова С.А. Магнитный и электрические эффекты эксплозивной стадии извержения вулкана Стромболи (03.07.2019 г., Италия) // Докл. РАН. Науки о Земле. 2020. T. 493. № 1. С. 54–57. doi: 10.31857/S2686739720070191
  13. Черногор Л.Ф. Геомагнитные возмущения, сопровождавшие великое японское землетрясение 11 марта 2011 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59. № 1. С. 69–82.
  14. Шалимов С.Л. Атмосферные волны в плазме ионосферы. М.: ИФЗ РАН. 2018. 390 с.
  15. Ясюкевич Ю.В., Едемский И.К., Перевалова Н.П., Полякова А.С. Отклик ионосферы на гелио- и геофизические возмущающие факторы по данным GPS. Иркутск: ИГУ. 2013. 160 с.
  16. Adhikari B., Khatiwada R., Chapagain N.P. Analysis of geomagnetic storms using wavelet transforms // Journal of Nepal Physical Society. 2017. V. 4. № 1. P. 119–124.
  17. Dautermann T., Calais E., Mattioli G.S. Global Positioning System detection and energy estimation of the ionospheric wave caused by the 13 July 2003 explosion of the Soufriere Hills Volcano, Montserrat // Journal of Geophysical Research. Solid Earth. 2009. V. 114. № B02. doi: 10.1029/2008JB005722
  18. Grinsted A., Moor J.C., Jevrejeva S. Application of the cross wavelet transform and wavelet coherence to geophysical timeseries // Nonlinear Processes in Geophysics. 2004. V. 11. P. 561–566.
  19. Grossmann A., Morlet J. Decomposition of Hardy functions into square integrable wavelets of constant shape // SIAM Journal on Mathematical Analysis. 1984. V. 15. № 4. P. 723–736.
  20. Hao Y.Q., Xiao Z., Zhang D.H. Teleseismic magnetic effects (TMDs) of 2011 Tohoku earthquake // Journal of Geophysical Research. Space Physics. 2013. V. 118. № 6. P. 3914–3923. doi: 10.1002/jgra.50326
  21. Jiang C., Yang G., Zhao Z., Zhang Y., Zhu P., Sun H. An automatic scaling technique for obtaining F2 parameters and F1 critical frequency from vertical incidence ionograms // Radio Science. 2013. V. 48. P. 739–751.
  22. Kelley M.C. The Earth’s ionosphere: Plasma physics and electrodynamics. San Diego, California: Academic Press, Inc. 1989. 487 p.
  23. Maraun D., Kurths J. Cross wavelet analysis: significance testing and pitfalls // Nonlinear Processes in Geophysics. 2004. V. 11. P. 505–514.
  24. Maruyama T., Tsugawa T., Kato H., Ishii M., Nishioka M. Rayleigh wave signature in ionograms induced by strong earthquakes // Journal of Geophysical Research. Space Physics. 2012. V. 117. №3 A8. doi: 10.1029/2012JA017952
  25. Meyer Y. Wavelets: Algorithms and applications. Philadelphia: Society for Industrial and Applied Mathematics. 1993. 134 p.
  26. Ozerov A.Yu., Girina O.A., Zharinov N.A., Belousov A.B., Demyanchuk Yu.V. Eruptions in the northern group of volcanoes, in Kamchatka, during the early 21st century // Journal of Volcanology and Seismology. 2020. V. 14. P. 1–17. doi: 10.1134/S0742046320010054
  27. Riabova S. Application of wavelet analysis to the analysis of geomagnetic field variations // Journal of Physics Conference Series. 2018. V. 1141. doi: 10.1088/1742-6596/1141/1/012146
  28. Riabova S.A. Study of the multifractality of geomagnetic variations at the Belsk Observatory // Doklady Earth Sciences. 2022. V. 507. № 2. P. 299–303. doi: 10.1134/S1028334X22700489
  29. Shevchenko A.V., Dvigalo V.N., Svirid I.Yu. Airborne photogrammetry and geomorphological analysis of the 2001-2012 exogenous dome growth at Molodoy Shiveluch Volcano, Kamchatka // Journal of Volcanology and Geothermal Research. 2015. V. 304. P. 94–107. doi: 10.1016/j.jvolgeores.2015.08.013
  30. Torrence C., Compo G.P. A practical guide to wavelet analysis // Bulletin of the American Meteorological Society. 1998. V. 79. P. 605–618.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Скалограммы геомагнитных вариаций на ст. Паратунка в период шести эпизодов повышенной активности вулкана Шивелуч с 12:00 по 17:00 UT 10.04.2023 г. (а) и с 17:00 UT по 22:00 10.04.2023 г. (б); здесь и далее: белые пунктирные линии – конус влияния, номера аномалий приведены в поле рисунков.

Скачать (193KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Скалограммы геомагнитных вариаций на ст. Магадан в период шести эпизодов повышенной активности вулкана Шивелуч с 12:00 UT 10.04.2023 г. по 1:00 UT 11.04.2023 г.

Скачать (117KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Скалограммы геомагнитных вариаций на ст. Шмидт в период шести эпизодов повышенной активности вулкана Шивелуч с 12:00 UT 10.04.2023 г. по 5:00 UT 11.04.2023 г.

Скачать (112KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Скалограммы геомагнитных вариаций на ст. Мемамбетцу в период шести эпизодов повышенной активности вулкана Шивелуч с 12:00 UT 10.04.2023 г. по 12:00 UT 11.04.2023 г.

Скачать (102KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Скалограммы геомагнитных вариаций на ст. Хабаровск в период шести эпизодов повышенной активности вулкана Шивелуч с 12:00 по 17:00 UT 10.04.2023 г. (а) и с 17:00 по 22:00 UT 10.04.2023 г. (б).

Скачать (149KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Скалограммы геомагнитных вариаций на ст. Шумагин в период шести эпизодов повышенной активности вулкана Шивелуч с 12:00 по 17:00 UT 10.04.2023 г. (а) и с 17:00 по 22:00 UT 10.04.2023 г. (б).

Скачать (170KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Скалограммы вариаций критической частоты F2-слоя ионосферы по данным зондирования на ст. Эрексон в период шести эпизодов повышенной активности вулкана Шивелуч с 12:00 UT 10.04.2023 г. по 6:00 UT 11.04.2023 г. (а) и на ст. Вакканай в период шести эпизодов повышенной активности вулкана Шивелуч с 12:00 UT 10.04.2023 г. по 8:00 UT 11.04.2023 г. (б).

Скачать (217KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024