resarПриродные ресурсы Арктики и СубарктикиArctic and Subarctic Natural Resources2618-97122686-9683Академия наук Республики Саха (Якутия)resar-640Research ArticleНауки о ЗемлеEarth sciencesРасчет спектров сигналов атмосфериков, распространяющихся в волноводе «земля–ионосфера», над сейсмоактивными регионамиCalculation of Atmospheric Spectra Signals Propagation on the Earth-Ionosphere Wave-Guide over Seismoactive RegionsАргуновВячеслав ВалерьевичArgunovVyacheslav Valer’evich

АРГУНОВ Вячеслав Валерьевич – м.н.с.

argunovVv@mail.ruИнститут космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера СО РАНРоссияYu.G. Shafer Institute of Cosmophysical Research and Aeronomy SB RASRussian Federation2017220120252225356Copyright © Аргунов В.В., 20252025Аргунов В.В.Argunov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://resar.elpub.ru/jour/article/view/640

Для дистанционного мониторинга за параметрами нижней ионосферы над сейсмоактивными регионами широко применяют ОНЧ сигналы от радиостанций. Результаты указывают на появления ионосферных возмущений над эпицентром землетрясений, как во время литосферного возмущения, так и до него (предвестник). Для повышения достоверности предложено использование импульсных ОНЧ сигналов от грозовых разрядов-атмосфериков. Возмущение в нижней ионосфере, вызванное литосферными процессами, в основном выражается в виде повышения концентрации электронов и высоты волновода «земля–ионосфера». Изменение параметров ионосферы приводит к изменениям условия распространения сигнала в волноводе. В работе проведено модельное рассмотрение амплитудно-спектральных вариаций низкочастотных сигналов, распространяющихся в волноводе «земля–ионосфера», при возникновении сейсмических возмущений на верхней стенке волновода – в нижней ионосфере. По результатам сопоставления с экспериментальными данными наблюдений ОНЧ сигналов рассмотрены возможные характеристики сейсмических возмущений в нижней ионосфере, обуславливающие наблюдаемые амплитудные вариации сигналов. Установлено, что вариации амплитуды сигналов, проходящих над землетрясениями, будут обусловлены изменением крутизны профиля электронной концентрации и, в меньшей степени, изменением высоты волновода. В то же время в ночных условиях интерференция модовых составляющих сигналов для случая условно малых поперечных размеров возмущения может приводить к дополнительным вариациям амплитуды сигнала при изменении размеров возмущения.

For remote monitoring of parameters of the bottom ionosphere over seismoactive regions the VLFsignals from radio stations are widely used. It is witnessed that there are ionospheric disturbances over the epicenter of earthquakes both during lithospheric disturbances and before it (precursor). For reliability the use of pulse VLFsignals from lightning discharges – atmospherics is suggested. The disturbance in the bottom ionosphere, caused by lithospheric processes, is mainly expressed in the form of increase of the electron concentration and height of the «earth–ionosphere» wave guide. The change of parameters of the ionosphere leads to changes of a condition of propagation of a signal in the wave guide. Modelling consideration of amplitude-spectral variations of the low-frequency signals extending in the earth–ionosphere wave guide at occurrence of seismic disturbances on the top wall of wave guide (the lower ionosphere) is carried out. By the results of a comparison with experimental data of VLF-signal observation, possible characteristics of seismic disturbances in the lower ionosphere causing observable amplitude variations of signals are considered. It is established that the variations in the amplitude of the signals passing over the earthquakes will be due to a change in the steepness of the electron concentration profile and, to a lesser extent, the change in the height of the waveguide.

землетрясениеионосферараспространение радиоволнгрозовой разрядволноводearthquakeionospherepropagation of radio-waveslightning dischargewave guideРабота поддержана РФФИ, проекты № 15- 45-05005 р_восток_а, 15-45-05135 р_восток_аReferencesHayakawa M., Molchanov O.A. ed. (2002): Seismo Electromagnetics; Lithosphere-AtmosphereIonosphere Coupling. Tokyo, Terra Sci. Publ. 478 p.Hayakawa M., Molchanov O.A. ed. (2002): Seismo Electromagnetics; Lithosphere-AtmosphereIonosphere Coupling. Tokyo, Terra Sci. Publ. 478 p.Mullayarov V.A., Abzaletdinova L.M., Argunov V.V. and Korsakov A.A. Variations in the parameters of thunderstorm electromagnetic signals on paths over earthquake regions // Geomagnetism and Aeronomy. 51. P. 825–834.Mullayarov V.A., Abzaletdinova L.M., Argunov V.V. and Korsakov A.A. Variations in the parameters of thunderstorm electromagnetic signals on paths over earthquake regions // Geomagnetism and Aeronomy. 51. P. 825–834.Mullayarov V.A., Druzhin G.I., Argunov V.V., Abzaletdinova L.M., Mel'nikov A.N. Variations of VLF radio signals and atmospherics during the deep earthquake with M=8.2 occurred on 24 May 2013 near Kamchatka peninsula // Natural Science. 6 (3). P. 144–149.Mullayarov V.A., Druzhin G.I., Argunov V.V., Abzaletdinova L.M., Mel'nikov A.N. Variations of VLF radio signals and atmospherics during the deep earthquake with M=8.2 occurred on 24 May 2013 near Kamchatka peninsula // Natural Science. 6 (3). P. 144–149.Porrat D., Bannister P.R., Fraser-Smith A.C. Modal phenomena in the natural electromagnetic spectrum below 5 kHz // Radio Science. 2001. V. 36, № 3. P. 409–506.Porrat D., Bannister P.R., Fraser-Smith A.C. Modal phenomena in the natural electromagnetic spectrum below 5 kHz // Radio Science. 2001. V. 36, № 3. P. 409–506.Wait J.R. Electromagnetic Waves in Stratified Media // Pergamon Press. 1962. Reprinted, 1996, IEEE Press.Wait J.R. Electromagnetic Waves in Stratified Media // Pergamon Press. 1962. Reprinted, 1996, IEEE Press.Peter R. Bannister. Further examples of seasonal variations of ELS radio propagation parameters // Radio Science, 34(1): P. 199–208, January– February 1999.Peter R. Bannister. Further examples of seasonal variations of ELS radio propagation parameters // Radio Science, 34(1): P. 199–208, January– February 1999.Detlev Borgmann. Theoretical and experimental coverage analysis of a VLF transmitter // In ELF/VLF/LF Radio Propagation and Systems Aspects AGARD-CP-529. 1993. P. 6-1 – 6-5.Detlev Borgmann. Theoretical and experimental coverage analysis of a VLF transmitter // In ELF/VLF/LF Radio Propagation and Systems Aspects AGARD-CP-529. 1993. P. 6-1 – 6-5.Peter R. Bannister. Radio Science. 1985. P. 977–984.Peter R. Bannister. Radio Science. 1985. P. 977–984.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.