Физика Земли, 2020, № 4, стр. 51-60

Об атмосферных проявлениях сильных землетрясений

А. А. Спивак 1*, С. Л. Шалимов 2**, С. А. Рябова 12, В. А. Харламов 1

1 Институт динамики геосфер имени академика М.А. Садовского РАН (ИДГ РАН)
г. Москва, Россия

2 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН (ИФЗ РАН)
г. Москва, Россия

* E-mail: spivak@idg.chph.ras.ru
** E-mail: pmsk7@mail.ru

Поступила в редакцию 05.12.2019
После доработки 20.02.2020
Принята к публикации 28.02.2020

Аннотация

На основе анализа данных геофизической обсерватории “Михнево” и Центра Геофизического мониторинга г. Москвы ИДГ РАН рассмотрен отклик приземного слоя атмосферы на сильные землетрясения магнитудой ≥7. Показано, что с землетрясением Тохоку (11.03.2011 г., Япония) можно связать возникшие после него вариации атмосферного давления с периодами в диапазоне 8–11 ч, а ряду рассмотренных в работе сильных землетрясений сопутствуют вариации атмосферного давления с периодами, близкими к синглетам основного собственного колебания Земли 0S2. В качестве другого эффекта после землетрясений установлено присутствие в атмосфере акустико-гравитационных волн с периодом, близким к периоду Брента–Вяйсаля на значительных расстояниях от эпицентра.

Ключевые слова: землетрясение, атмосфера, атмосферное давление, вариации, акустические колебания.

DOI: 10.31857/S0002333720040080

Список литературы

  1. Адушкин В.В., Овчинников В.М., Санина И.А., Ризниченко О.Ю. “Михнево”: от сейсмостанции № 1 до современной геофизической обсерватории // Физика Земли. 2016. № 1. С. 108–120.

  2. Гармаш С.В., Линьков Е.М., Петрова Л.Н., Швед Г.М. Возбуждение колебаний атмосферы сейсмогравитационными колебаниями Земли // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1989. № 12. С. 1290–1299.

  3. Госсард Э., Хук У. Волны в атмосфере. “Мир”. 1975. 532 с.

  4. Гохберг М.Б., Шалимов С.Л. Воздействие землетрясений и взрывов на ионосферу. М.: Наука. 2008. 296 с.

  5. Гохберг М.Б., Ольшанская Е.В., Стеблов Г.М., Шалимов С.Л. Ионосферный отклик на акустический сигнал от подводных землетрясений по данным GPS // Физика Земли. 2014. № 1. С. 3–10.

  6. Ерохин Н.С., Михайловская Л.А., Шалимов С.Л. Прохождение крупномасштабных внутренних гравитационных волн через ветровые структуры в нижней и средней атмосфере на ионосферные высоты // Геофизические исследования. 2007. № 7. С. 53–64.

  7. Жарков В.Н. Внутреннее строение Земли и планет. М.: Наука. 1983.

  8. Жарков В.Н. Физика земных недр. М.: Наука и образование. 2012. 384 с.

  9. Канасевич Э.Р. Анализ временных последовательностей в геофизике. М.: Недра. 1985. 400с.

  10. Кашкин В.Б. Внутренние гравитационные волны в тропосфере // Оптика атмосферы и океана. 2013. Т. 26. № 10. С. 908–916.

  11. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М.: Наука. 1984. 403 с.

  12. Куличков С.Н., Авилов К.В., Буш Г.А., Попов О.Е., Распопов О.М., Барышников А.К., Ривелл Д.О., Уитекер Р.В. Об аномально быстрых инфразвуковых приходах на больших расстояниях от наземных взрывов // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2004. № 1. С. 3–12.

  13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 6. Гидродинамика. М.: Наука. 1986.

  14. Линьков Е.М., Петрова Л.Н., Зурошвили Д.Д. // Сейсмогравитационные колебания Земли и связанные с ними возмущения атмосферы // Докл. АН СССР. 1989. Т. 306. № 2. С. 314–317.

  15. Лэмб Г. Гидродинамика. М.-Л.: Гостехиздат. 1947. 928 с.

  16. Марпл С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир. 1990. 584 с.

  17. Милюков В.К. Наблюдения тонкой структуры основной сфероидальной моды Земли 0S2 // Физика Земли. 2005. № 4. С. 16–22.

  18. Милюков В.К., Виноградов М.П., Миронов А.П., Мясников А.В., Перелыгин Н.А. Собственные колебания Земли, возбужденные тремя крупнейшими землетрясениями последнего десятилетия, по деформационным наблюдениям // Физика Земли. 2015. № 2. С. 21–36.

  19. Перевалова Н.П., Шестаков Н.В., Воейков С.В., Быков В.Г., Герасименко М.Д., Park P.H. Исследование распространения ионосферных возмущений, вызванных землетрясением Tohoku, в дальней от очага зоне // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2016. Т. 13. № 1. С. 186–196.

  20. Соболев Г.А. О некоторых свойствах возникновения и эволюции колебаний Земли после землетрясений // Физика Земли. 2013. № 5. С. 12–27.

  21. Соболев Г.А. Вызванные землетрясениями когерентные колебания Земли // Физика Земли. 2015. № 1. С. 18–27.

  22. Соболев Г.А. Возникновение колебаний 11-часового периода после землетрясения Тохоку // Докл. РАН. 2018. Т. 480. № 3. С. 348–352.

  23. Спивак А.А., Кишкина С.Б., Локтев Д.Н., Рыбнов Ю.С., Соловьев С.П., Харламов В.А. Аппаратура и методики для мониторинга геофизических полей мегаполиса и их применение в Центре геофизического мониторинга г. Москвы ИДГ РАН// Сейсмические приборы. 2016. Т. 52. № 2. С. 65–78.

  24. Тихонов И.Н., Ломтев В.Л. Великое Японское землетрясение 11 марта 2011 г.: тектонические и сейсмологические аспекты // Геофизические процессы и биосфера. 2011. Т. 10. № 2. С. 49–66.

  25. Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. М.: Радио и связь. 1989. 440 с.

  26. Черногор Л.Ф. Геомагнитные возмущения, сопровождавшие великое Японское землетрясение 11 марта 2011 г. // Геомагнетизм и аэрономия. 2019. Т. 59. № 1. С. 69–82.

  27. Шалимов С.Л., Нестеров И.А., Воронцов А.М. О возмущениях ионосферы, регистрируемых посредством GPS после землетрясения и цунами в Тохоку 11.03.2011 // Физика Земли. 2017. № 2. С. 1–12.

  28. Швед Г.М., Голицын Г.С., Ермоленко С.И., Кукушкина А.Е. Связь длиннопериодных собственных колебаний Земли с процессами в атмосфере // Докл. РАН. 2018. Т. 481. № 3. С. 315–319.

  29. Astafyeva E.I., Afraimovich E.L. Long-distance traveling ionospheric disturbances caused by great Sumatra-Andaman earthquake on 26 December 2004 // Earth, Planets Space. 2006. V. 58. № 8. P. 1025–1031.

  30. Backus G.E., Gilbert J.F. Numerical applications of a formalism for geophysical inverse problems // Geophys. J. R. Astr. Soc. 1967. V. 13. P. 247–276.

  31. Deen M., Wielandt E., Stutzmann E., Crawford W., Barruol G., Sigloch K. First observation of the Earth’s permanent free oscillations on ocean bottom seismometers // Geophys. Res. Letters. 2017. V. 44. №. 10. P. 10988–10996.

  32. Gilbert J.F., Backus G.E. Approximate solutions to the inverse normal mode problem // Bull. Seism. Soc. Am. 1968. V. 58. P. 103–131.

  33. Hecht J.H., Walterscheid R.L., Hickey M.P., Franke S.J. Climatology and modelling of quasi-monochromatic atmospheric gravity waves observed over Urbana, Illinois // J. Geophys. Res. 2001. V. 106(D6). P. 5181–5195.

  34. Jones R.M., Ostrovsky L.A., Bedart A.J. Ionospheric effects of magneto-acoustic-gravity waves: dispersion relation // J. Atmosph. Solar. Terr. Phys. 2017. V. 159. P. 7–22.

  35. Liu C.H., Klostermeyer J. Excitation of acoustic-gravity waves in realistic thermosphere // J. Atmos. Terr. Phys. 1975. V. 37. № 8. P. 1099–1108.

  36. Muschlecner J.P., Whitaker R.W. Infrasound from earthquakes // J. Geophys. Res. 2005. V. 110. D01108.

  37. Nava K., Suda N., Fukao Y., Sato T., Aoyama Y., Shibuya K. Reply // Earth and Planets Space. 1998. V. 50. P. 887–892.

  38. Petrova L.N., Osypov K.S., Savel’ev D.D., Shved G.M., Forcing atmospheric oscillations by long-period seismic oscillations: a case study // J. Atmospheric and Terrestrial Physics. 1996. V. 58. № 12. P. 1317–1322.

  39. Shevchenko G., Ivelskaya T., Loskutov A. Characteristics of the 2011 Great Tohoku tsunami on the Russian Far East coast deep-water and coastal observations // Pure and Applied geophysics. 2014. V. 171. P. 3329–3350.

  40. Sun Y.-Y., Liu J.-Y., Lin C.-Y., Tsai H.-F., Chang L.C., Chen C.-Y., Chen C.-H. Ionospheric F2 region perturbed by the 25 April 2015 Nepal earthquake // J. Geophys. Res.: Space Physics. 2016. V. 121. № 6. P. 5778–5784.

  41. Tanimoto T., Um J., Nishida K., Kobayashi N. Earth’s continuous oscillations observed on seismically quiet days // Gephys. Res. Lett. 1998. V. 25. P. 1553–1556.

  42. Tanimoto T., Um J., Nishida K., Kobayashi N. Earth’s continuous oscillations observed on seismically quiet days // Geophys. Res. Lett. 1998. V. 25. P. 1553–1556.

  43. Wan Yong-Ge, Sheng Shu-Zhong, Zhou Gong-Wei, Guo Yan-Ping, Shang Dan. Spheroidal oscillations of the Earth stimulated by the Sumatra-Andaman earthquake with CDSN data // Acta Seismologica Sinica. 2007. V. 20. № 4. P. 392–404.

Дополнительные материалы отсутствуют.