תצפיות רדיו מלוויינים למבשרי רעידות אדמה. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

תצפיות רדיו מ-IS3 של מבשרי רעידת אדמה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מעצב חובב רדיו

אין, אולי, אפילו חודש אחד בשנה שבו סוכנויות הידיעות ברחבי העולם אינן מדווחות חדשות נוראיות על רעידות אדמה. הם נופלים לפתע על אזורים מיושבים ואזורים שלמים, וגורמים להרס קטסטרופלי הקשור לאובדן חומרי עצום ולאבידות אנושיות בלתי הפיכות. לפי האו"ם, אובדן רכוש כתוצאה מרעידות אדמה מוערך ב-10 מיליארד דולר בשנה. כמובן שאי אפשר למנוע אסונות טבע סיסמיים, אבל היערכות אליהם פירושה צמצום משמעותי של תוצאותיהם. האם אפשרית תחזית אמינה לטווח ארוך או לפחות לטווח קצר של רעידות אדמה? המדע מתקרב לתשובה חיובית לשאלה זו. מעיד על כך, במיוחד, שנים רבות של ניסיון בתצפיות רדיו מלוח IS3 של מבשרי רעידת אדמה, שנצבר על ידי המכון למגנטיות יבשתית, יונוספירה והתפשטות גלי רדיו של האקדמיה הרוסית למדעים (IZMIRAN).

עד עתה, מדענים הגיעו לשכנוע מוצק שרעידת אדמה אינה אירוע פתאומי, אלא תהליך שקדם לו מגוון תופעות גיאופיזיות. באזורים פעילים סיסמית בזמן רעידת האדמה ומיד לפניה, זוהר האטמוספירה, הקרקע, מדרונות ההרים, הפרעות בפוטנציאל החשמלי האטמוספרי, שינויים בעוצמת הקרינה האלקטרומגנטית במרחקים של עד אלף קילומטרים מהאזור. מוקד רעש, כמו גם שינויים בתדרים הקריטיים ובצפיפות של שכבות E ו-F של היונוספירה נצפו שוב ושוב.

בשנות השמונים, עם IS3, התפרצויות של פליטת רעש אלקטרומגנטית בתדר נמוך זוהו מעל למוקדי רעידות אדמה גדולות מספר שעות לפני האירוע, ונרשם פרץ חד של קרינה אלקטרומגנטית פועמת בפס תדרים רחב למדי.

נכון לעכשיו, המחקר של השפעות סייסמיות-יונוספריות מתקדם בשני כיוונים: ניתוח אירועים בודדים והשגת דפוסים סטטיסטיים.

הבה נתעכב על פליטות רדיו בתחום תדרי השמע, כמבשרים של רעידות אדמה. ניתן היה להסיק מסקנה כזו מכיוון שניתן היה להשוות את מצב המבשרים בתהליך הצמיחה וההתבטאות הישירה של אירועים סיסמיים עם פליטות רדיו במצב רגוע. מחקרים על פליטות רדיו רקע בתחום תדרי השמע (0,1...20 קילו-הרץ) נעשו בארצנו עם IS3 מזה שנים רבות. הם ממשיכים עד היום. בדרך כלל, כדי להקליט אותם, נעשה שימוש במקלט פס רחב ובמכשירים שאפשרו לבצע ניתוח ספקטרלי של מספר קווי תדר על גבי ה-IC3. רישום באמצעות מקלטי פס רחב מתאים לחקר אותות בדידים ומחקר מפורט של ספקטרום הרעש ופליטת הרעש המעין. השימוש במנתחי ספקטרום על הלוח מספק מידע על העוצמה המוחלטת וההפצה המרחבית של עוצמת הקרינה.

קליטת מידע פס רחב המועבר לכדור הארץ מתבצעת במצפה כוכבים ברוסיה, גרמניה, צ'כיה והונגריה כאשר לוויינים עפים מעליהם.

אורך החיים הארוך של הלוויינים ונפח הנתונים הרב שהושג אפשרו לצבור כמות משמעותית של מידע הומוגני המתאים לעיבוד סטטיסטי ולהשוואה של שינויים בעוצמת פליטת רעש אלקטרומגנטית בתדר נמוך בתנאים שונים של פעילות גיאומגנטית וסולרית. . התקבלו שינויים יומיומיים, רוחביים וגובהיים בעוצמת הקרינה בתדר נמוך ביחידות אבסולוטיות והדינמיקה שלהן אותרה בתנאים שונים של הפרעה גיאומגנטית. כל המידע הזה על קרינת "רקע" סיפק בסיס אמין למחקר שלאחר מכן על ידי מחבר שורות אלה, שהיה הראשון שגילה את השפעת העירור של רעש בתדר נמוך מעל למוקד כביכול של רעידת האדמה הצפויה.

ניתוח המידע המתקבל במהלך סדרה של טיסות עוקבות של הלוויין מאפשר לקבל את ההתפלגות המרחבית-זמנית של פרמטרים מוקלטים. נרשמו שינויים ברכיבים המגנטיים (m) והחשמליים (e) של שדה קרינת הרעש בתדר נמוך מהמוצא של ערוצי מנתח הספקטרום בתדרים של 4650, 800, 450 ו-140 הרץ; שינויים בריכוז של פלזמה תרמית Ne ובצפיפות השטף של אלקטרונים אנרגטיים עם אנרגיות Ee יותר מ-40 keV ו-Ee יותר מ-100 keV. כל זה מראה את מגוון הביטויים של פעילות סיסמית בגבהים לוויינים בחלל קרוב לכדור הארץ.

כיצד מתבטאות קרינות אלקטרומגנטיות בתדר נמוך שקודמות לאירוע, במהלך ההלם העיקרי ואחריו, ומאותתות רעידות אדמה?

האיור מציג בקואורדינטות גיאוגרפיות את תחזיות סיבובי המסלול (4080...4087) של הלוויין Intercosmos-19 בחצי הכדור הצפוני והדרומי במהלך טיסות IS3 ליד מוקד רעידת האדמה. במקביל, נצפו התפרצויות בעוצמת שדה הקרינה בתדר נמוך. מיקום המוקד (xx) מסומן בתרשים. בחלק העליון והתחתון של התרשים, בנוסף לזמן התצפית בעולם, מצוין הזמן שלפני (סימן מינוס) ואחרי (סימן פלוס) רעידת האדמה. בהקרנות של פניות מסלוליות, מלבנים מושחרים מראים עלייה בעוצמת האות של הרכיבים המגנטיים (מימין להקרנת המסלול) והחשמליים (משמאל להקרנה) של שדה הקרינה ב-20 dB ביחס לרמה של רעשי רקע הנצפה בדרך כלל באזור נתון בחלל. התמונה בתרשים מתייחסת לתדר של 4650 הרץ, אך נצפים פרצים דומים לאורך כל טווח התדרים המוקלטים. המשרעת ובעיקר זמן התצפית של ההתפרצויות גדלים ככל שהם מתקרבים למרכז הרעש בקו אורך ובזמן. לפני רעידת האדמה נצפו שינויים בהשוואה לשונות ברכיבים המגנטיים והחשמליים של שדה הקרינה בהשוואה לאלו המתועדים בדרך כלל באזור זה; לאחר רעידת האדמה, הרכיב החשמלי שלט. התפרצויות רעש צוינו גם באזור המצומד מגנטית, אך אזור התצפית היה צר יותר באופן משמעותי.

תצפיות רדיו AES של מבשרי רעידת אדמה

בעבר, השגנו מ-Intercosmos-3 IS19 נתונים על ההתפלגות המרחבית-זמנית הגלובלית של עוצמת קרינה טבעית (יומית, רוחב וגובה ביחידות מוחלטות) קרינה בתדר נמוך בתדרים של 500 הרץ ו-2,5 קילו-הרץ בתנאים שונים של הפרעה גיאומגנטית. . זה מצביע על מהימנות שיטת מיצוי האותות לקביעת התפתחות הפעילות הסייסמית.

הדבר מוכח גם על ידי תצפיות על קרינה אלקטרומגנטית משני לוויינים העוברים מעל מוקדה של אותה רעידת אדמה. הלוויין Intercosmos - Bulgaria - 1300 טס מעל מוקד רעידת האדמה ב-21 בינואר 1982 בגובה של 800 ק"מ 12 דקות לפני הפגיעה העיקרית במרחק של 2,8 מעלות בקו אורך. במקרה זה, נרשמו תנודות כמו הרמוניות של השדה המגנטי עם משרעת של 3,5 nT. גודלו של אזור רישום הרטט היה 40...100 ק"מ לאורך המסלול. הלוויין "איגל 3" טס בגובה של 1970 ק"מ ליד המוקד של אותה רעידת אדמה 4 שעות 48 דקות לפני הפגיעה העיקרית. התפרצויות של עוצמת שדה קרינה בתדר נמוך בטווח של 10 הרץ...20 קילו-הרץ צוינו על הסיפון.

נוכחותן של מדידות עוקבות משני לוויינים על פני אותו אזור לפני רעידת האדמה, למרות ההבדלים בציוד שבו נעשה שימוש, מאפשרת לנו להסיק שרעש סיסימומגנטי קיים במשך זמן רב באזור שמעל למוקד הרעש לפני ההלם העיקרי, מה שמאשר. האפשרות להשתמש ברעש הזה לתחזיות.

בהתבסס על תצפיות לווין, ניתחנו לא רק אירועים בודדים, אלא גם השגנו מאפיינים סטטיסטיים. במקביל, הכנסנו כמה הגבלות: נבחרו רעידות אדמה חזקות למדי בעוצמה M של יותר מ-5,5 ועומק של פחות מ-60 ק"מ. רק רעידות אדמה בקו רוחב נמוך יחסית (קו רוחב גאומגנטי פחות מ-45°) נלקחו בחשבון. כתוצאה מכך, נמצא כי גודל הרוחב של אזור רישום התפרצויות גדול בהרבה מגודל האורך, כלומר, פרצי הקרינה נצפים בצורה של "חגורת רעש" הנמשכת לאורך קו הרוחב הגיאומגנטי של המוקד. לפני רעידת האדמה תועדו גם הרכיבים המגנטיים וגם החשמליים של שדה קרינת הרעש. לאחר רעידת האדמה, הרכיב החשמלי שלט. טווח התדרים הוא בין שברי הרץ ל-20 קילו-הרץ, ואולי אף גבוה יותר (20 קילו-הרץ הוא התחום העליון של הציוד). מהימנות ההשפעה הנצפית, המחושבת על בסיס תוצאות העיבוד הסטטיסטי של תוצאות הניסוי, היא 85 - 90%.

כך התגלתה ואושרה השפעת העירור של קרינה אלקטרומגנטית בפלזספרה מעל מוקד רעידת האדמה הצפויה. תיאורטית, המציאות של התופעה המתועדת מאושרת.

מטבע הדברים, הגישה המדעית אינה יכולה להיות מוגבלת לצפייה בתופעה אחת. לכן, עיקר תשומת הלב הוקדשה לניתוח מקיף של מבשרי רעידת אדמה, כולל קרינה בתדר נמוך ושונות בשטפי אלקטרונים אנרגטיים על פני המוקד הצפוי.

ההנחה לגבי הקשר בין תופעות אלה לפעילות סייסמית, שהובעה לראשונה על ידי מומחי IZMIRAN לפני כמעט עשר שנים, אושרה כאשר חקרו את תוצאות התצפיות בפרקי זמן שונים. לדוגמא, מיד לפני רעידת האדמה בספיטאק ב-7 בדצמבר 1988, טלסקופ קרניים קוסמיות אנכיות מותקן על בלון ושוגר כ-41 דקות לפני ההלם העיקרי רשם עלייה בשטף החלקיקים החודרים בהשפעת תהליך רעידת האדמה הקרוב.

על פי נתונים שהתקבלו מהלוויין Oreol 3, התפרצויות בו זמנית בעוצמת קרינה בתדר נמוך (0,01 - 20 קילו-הרץ) וקצב ספירת זרימת החלקיקים האנרגטיים מעל מוקד רעידת האדמה נרשמו 4 שעות ו-48 דקות לפני השפעה עיקרית. נמצא שמתוך 20 מקרים של משקעים מוגברים של חלקיקים מלווים בהתפרצויות עזות של קרינה בתדר נמוך, ב-18 מקרים התפרצויות חריגות חופפות להימצאות רעידות אדמה.

הלוויין Intercosmos 19 גם רשם שינויים חריגים שנצפו בו זמנית בעוצמת הרעש בתדר נמוך ובצפיפות השטף של חלקיקים אנרגטיים.

לפיכך, כאשר מקורה רעידת אדמה, כל הפלזמה מעל המוקד ובאזור המצומד מגנטית מתרגשת.

הכללה של תצפיות מדעיות על ידי מומחים מקומיים וזרים מאפשרת לערוך תרשים של ההתפתחות הזמנית של תופעות גיאופיזיות הנלוות לביטוי של פעילות סיסמית. בואו נקרא להם:

במשך ימים רבים, ואולי חודשים, מופיעות הפרעות בשדה האלקטרוטלורי. ככל שמתפתחים אירועים במקור, המשרעת גדלה ואופי התנודות משתנה;
אז מתחילות להירשם הפרעות של השדה הגיאומגנטי;
אז יש הפרעות של הפוטנציאל החשמלי האטמוספרי;
ימים ספורים לפני רעידת האדמה מתחילים להירשם שינויים בפרמטרים של היונוספירה התחתונה, מתרחשים שינויים בתדירות ובריכוז ומופיע דפורמציה של הקצה התחתון של היונוספירה;
במשך יומיים או שלושה, חוסר הומוגניות מצוינות בשכבת F2 של היונוספירה;
שינויים נצפים לאורך מספר ימים או שעות - עלייה במשרעת השדה האלקטרומגנטי הפועם הטבעי של כדור הארץ על פי נתונים מבוססי קרקע;
במשך עשרות דקות או שעות מופיעות פעימות גיאומגנטיות (0,02-0,1 הרץ);
במשך עשרות דקות או שעות, עוצמת הקרינה האלקטרומגנטית בגבהים לווייניים עולה;
מופיעים אפקטים של אור.

כל המידע שסופק מאשר את האפשרות של חיזוי רעידות אדמה, שעבורן יש להשתמש הן בנתונים הקרקעיים והן בנתונים לווייניים בשילוב.

נראה אופטימלי ואפשרי כעת לארגן ניטור לווייני אחר מבשרי רעידת אדמה וליצור רשת של תחנות קרקע אוטונומיות המחוברות באמצעות ערוץ טלמטריה ללוויינים. ניתן לעבד את המידע המשולב במרכז ניתוח נתונים. לא סביר שהעלויות של יצירת רשת כזו יהיו מוגזמות בהשוואה להפסדים שמביאים איתם אסונות טבע פתאומיים, אך למעשה צפויים.

מחבר: V. Larkina, דוקטור לפיזיקה-מתמטיקה. מדעים, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף מעצב חובב רדיו.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

יצירת פעימות פמט שנייה יציבות 28.12.2013

הפיתוח של אלקטרוניקה ותקשורת דורש בסיס חומרה מדויק, חסכוני ופרודוקטיבי ביותר. עבור לווייני תקשורת וניווט GPS, חשוב במיוחד להפחית את מסת המטען ולשפר את יציבות האות.

מדענים מאוניברסיטת מוסקבה סטייט (MSU), יחד עם עמיתיהם משוויץ, עורכים באופן פעיל מחקר שיקרב אותנו לפתרון בעיה זו, ויוכיח שימוש גם בתחומים רבים אחרים.

לאחרונה הופיע פרסום בכתב העת Nature Photonics, המתאר את ההישגים החדשים של קבוצת מדענים זו. במיוחד, אחד ממחברי המאמר, מיכאיל גורודצקי, ציין שהעבודה כוללת לפחות שלוש תוצאות חשובות: מדענים גילו טכניקה ליצירת פולסים יציבים של פמט-שניות, מה שנקרא "רכסים אופטיים" ואותות מיקרוגל.

הפיזיקאים השתמשו במיקרו-תהודה (במקרה הספציפי הזה, דיסק מגנזיום-פלואוריט בקנה מידה מילימטר) כדי להמיר קרינת לייזר מתמשכת לפולסים אולטרה-קצרים תקופתיים. היקף הלייזרים הללו נע בין מחקר של תגובות כימיות במרווחי זמן קצרים במיוחד ועד לניתוחי עיניים.

כפי שציין מר גורודצקי, לייזרים מסורתיים הנעולים במצב פמט שנייה משתמשים במכשירים האופטיים המורכבים ביותר, אמצעי שידור מיוחד ומראות מיקרו. ההמצאה החדשה מאפשרת להשיג פולסים (סוליטונים) יציבים באמצעות תהודה אופטי פסיבי אחד בלבד, או ליתר דיוק, אי-לינאריות משלו. בעתיד, זה יאפשר להקטין את הממדים הכוללים של מכשירים מסוג זה בסדר גודל.

פולסים באורך של 100-200 פמט-שניות התקבלו במעבדה, אך המחברים בטוחים שניתן ליצור גם סוליטונים קצרים בהרבה. החוקרים מציעים כי הגילוי שלהם יאפשר לתכנן דור חדש של מחוללי פולסים אופטיים קומפקטיים, יציבים וזולים שיכולים לפעול במצבים שאינם ניתנים להשגה עבור מכשירים המשתמשים בטכנולוגיות אחרות. במקביל, מדענים הראו את האפשרות לייצר אותות עם רמת רעש נמוכה מאוד. מחוללי מיקרוגל כאלה חשובים במיוחד ליישומים מטרולוגיים, מכ"ם, ציוד טלקומוניקציה, כולל תקשורת לוויינית, כמו גם ספקטרוסקופיה בפס רחב, טלקומוניקציה ואסטרונומיה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ SSD 1TB של סמסונג

▪ מיליון נוירונים בשבב של IBM

▪ פלטפורמת ניפוי באגים חדשה עבור מעבדי DaVinci

▪ הניטרינו השתנו

▪ רעש מול רעש

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל. מבחר מאמרים

▪ מאמר שקית פלסטיק. היסטוריה של המצאות וייצור

▪ מאמר איזו ממלכה היא חלק מהאיחוד האירופי עם שני אחוזים בלבד משטחה? תשובה מפורטת

▪ מאמר שקד. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר תחנת כוח רוח תוצרת בית. הרכבה מוקדמת של טורבינת רוח. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר כובע-צילינדר Allakazam. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר