Отклик нижней и верхней ионосферы после извержения вулкана Шивелуч 10.04.2023 г.

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На основе данных наземных магнитометров и GPS-радиопросвечивания ионосферы проанализированы возмущения в нижней ионосфере и в области максимума ионосферного F2-слоя в период извержения вулкана Шивелуч в апреле 2023 г. В качестве характеристик отклика ионосферы на это событие изучены вариации геомагнитного поля на станциях, расположенных на расстояниях 455 км (Паратунка) и 752 км (Магадан) от вулкана, а также полного электронного содержания ионосферы. Анализ результатов измерений показал, что воздействие на ионосферу осуществляется посредством сейсмических волн Рэлея и атмосферных акустико-гравитационных волн, генерируемых вулканическими эксплозиями. По амплитуде ионосферного сигнала в полном электронном содержании оценена энергия нескольких эксплозий.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. А. Рябова

Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН); Институт динамики геосфер им. акад. М. А. Садовского РАН (ИДГ РАН)

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

С. Л. Шалимов

Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН)

Email: ryabovasa@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Адушкин В.В., Спивак А.А. Воздействие экстремальных природных событий на геофизические поля в среде обитания // Физика Земли. № 5. С. 6‒16. 2021.
  2. Куницын В.Е., Шалимов С.Л. Ультранизкочастотные вариации магнитного поля при распространении в ионосфере акустико-гравитационных волн // Вестник МГУ. Сер. 3. Физика. Астрономия. № 5. С. 75‒78. 2011.
  3. 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. Т. 94. № 8. С. 657‒661. 2011.
  4. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 6. Гидродинамика. М.: Наука. 1986.
  5. Павлов В.А. Акустический импульс над эпицентром землетрясения // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 26. № 5. С. 807–815. 1986.
  6. Соловьева М.С., Падохин А.М., Шалимов С.Л. Мегаизвержение вулкана Хунга 15 января 2022 г.: регистрация ионосферных возмущений посредством СДВ и ГНСС радиопросвечивания // Письма в ЖЭТФ. Т. 116. № 11. С. 816−822. 2022.
  7. Шалимов С.Л. Атмосферные волны в плазме ионосферы. М.: ИФЗ РАН, 390 с. 2018.
  8. Adhikari B., Khatiwada R., Chapagain N.P. Analysis of geomagnetic storms using wavelet transforms // Journal of Nepal Physical Society. V. 4. № 1. P. 119−124. 2017.
  9. 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 // J. Geophys. —Sol. Eа. V. 114. N B02. 2009. doi: 10.1029/2008JB005722
  10. Grinsted A., Moor J.C., Jevrejeva S. Application of the cross wavelet transform and wavelet coherence to geophysical timeseries // Nonlinear Proc. Geoph. V. 11. P. 561–566. 2004.
  11. Grossmann A., Morlet J. Decomposition of Hardy functions into square integrable wavelets of constant shape // SIAM J. Math. Anal. V. 15. № 4. P. 723–736. 1984.
  12. Heki K. Explosion energy of the 2004 eruption of the Asama Volcano, central Japan, inferred from ionospheric disturbances // Geophys. Res. Lett. V. 33. N L14303. 2006. doi: 10.1029/2006GL026249
  13. Kelley M.C. The Earth’s ionosphere: Plasma physics and electrodynamics. San Diego, California: Academic Press, Inc. 487 p. 1989.
  14. Maraun D., Kurths J. Cross wavelet analysis: significance testing and pitfalls // Nonlinear Proc. Geoph. V. 11. P. 505–514. 2004.
  15. Meyer Y. Wavelets: Algorithms and applications. Philadelphia: Society for Industrial and Applied Mathematics, 134 p. 1993.
  16. Nakashima Y., Heki K., Takeo A., Cahyadi M.N., Aditiya A., Yoshizawa K. Atmospheric resonant oscillations by the 2014 eruption of the Kelud volcano, Indonesia, observed with the ionospheric total electron contents and seismic signals // Earth Planet. Sc. Lett. V. 434. P. 112−116. 2016.
  17. Riabova S.А. Application of wavelet analysis to the analysis of geomagnetic field variations // J. Phys. Conf. Ser. V. 1141. 2018. doi: 10.1088/1742-6596/1141/1/012146
  18. Riabova S.A. Study of the multifractality of geomagnetic variations at the Belsk Observatory // Dokl. Earth Sci. V. 507. № 2. P. 299–303. 2022. DOI: 0.1134/S1028334X22700489.
  19. Shults K., Astafyeva E., Adourian S. Ionospheric detection and localization of volcano eruptions on the example of the April 2015 Calbuco events // J. Geophys. Res. − Space. V. 121. № 10. P. 10,303–10,315. 2016. doi: 10.1002/2016JA023382
  20. Torrence C., Compo G.P. A practical guide to wavelet analysis // B. Am. Meteorol. Soc. V. 79. P. 605−618. 1998.

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 UT по 17:00 UT 10 апреля 2023 г. (с 00 LT по 5 LT 11 апреля 2023 г.) (а) и с 17:00 UT по 22:00 UT 10 апреля 2023 г. (с 5 LT по 10 LT 11 апреля 2023 г.) (б); белые штриховые линии − конус влияния.

Скачать (385KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Скалограммы геомагнитных вариаций на ст. Магадан в период шести эпизодов повышенной активности вулкана Шивелуч с 12.00 UT 10 апреля 2023 г. по 01.00 UT 11 апреля 2023 г. (с 0 LT по 13 LT 11 апреля 2023 г.); белые штриховые линии − конус влияния.

Скачать (238KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Географическая карта с проекциями траекторий GPS-спутников для приемной станции pett (местоположение станции обозначено треугольником). Направление проекции трассы обозначено стрелкой с указанием времени начала и окончания (UT = LT − 12). Максимум вариаций TEC для каждой проекции траектории обозначен кружком. Местоположение вулкана Шивелуч обозначено звездой.

Скачать (303KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Фильтрованные сигналы TEC и вычисления площадей фазы сжатия (штрихпунктир) и разрежения (штриховка): по паре “станция − спутник” pett-G20 за интервал 12:00‒14:00 UT 10 апреля 2023 г. (00:00‒02:00 LT 11 апреля 2023 г.) (а), pett-G30 за интервал 13:30−15:00 UT 10 апреля 2023 г. (01:30‒03:00 LT 11 апреля 2023 г.) (б), pett-G13 за интервал 15:00‒17:00 UT 10 апреля 2023 г. (03:00‒05:00 LT 11 апреля 2023 г.) (в); точка — максимальная величина фильтрованного сигнала на рассматриваемом интервале.

Скачать (303KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024