Ionospheric effects of earthquakes in Japan in March 2011 obtained from observations of lightning electromagnetic radio signals

Abstract

Abstract. Manifestations of disturbances in the lower ionosphere caused by a complex series of earthquakes (the strong earthquakes with M = 7.3 and M = 9 -known as M9 Tohoku EQ -and the subsequent aftershocks) that occurred near the Japanese island of Honshu have been considered with the use of monitoring measurements of the amplitude of lightning electromagnetic signals (atmospherics) received at Yakutsk. Some data of one-point lightning location systems have been compared with the data of the WWLLN network.The analysis of hourly values variation of the atmospheric amplitude passing over the earthquake epicenters shows that during the initial period (the strong earthquakes on 9 March and 11 March) a typical pattern of variations was observed. It was manifested in the increased amplitude after both earthquakes. There were also possible precursors in the form of the increase in amplitude 12-14 days before the events. Though the focuses of these earthquakes were very close to each other, the registration of both precursors may indicate that both of the lithospheric processes developed to a certain extent independently.During all the days of the atmospheric amplitude enhancement the quasi-periodic variation trains were recorded. Together with the delay of earthquake effects relative to the time of the events, they may testify in favor of transferring the energy of lithospheric processes into the lower ionosphere by means of atmospheric gravity waves.

Аномалии Во Временном Распределении Соотношения Спектральных Плотностей Атмосфериков В Период Подготовки Землетрясений При Использовании Селекции По Углам Прихода

“…В случае исследования АА, результаты которого приведены в работах (муллаяров и др., Mullayarov et al, 2012), события, для которых предполагается связь с землетрясениями, представляют собой случаи возрастания амплитуды в выбранном временном отрезке для одного дня относительно других. Анализируемые нами параметры ССП также определяются с дискретностью один отсчет в день, но они относятся к разным периодам дня и количество используемой информации больше.…”

“…Представляется, что процесс изменений в ионосфере (которые и вызывают наблюдаемые эффекты в параметрах атмосфериков) перед землетрясениями в целом все же непрерывный, а не импульсный (в отличие от самого землетрясения). и наблюдаемое увеличение АА только за 12-14 дней перед землетрясениями (Mullayarov et al, 2012) в отсутствие существенных более близких эффектов, которые обнаруживаются нами, может свидетельствовать о большей чувствительности метода поиска аномалий во временном распределении ССП атмосфериков по сравнению с анализом поведения их амплитуды. Подтверждение связи с землетрясениями (муллаяров и др., Mullayarov et al, 2012) делается со ссылкой на результаты азимутального сканирования, но такие результаты приведены непосредственно в статье (муллаяров и др., 2011) только для одного землетрясения в японии (11.09.2008 г., м = 7.2).…”

“…Нам также потребовалось азимутальное сканирование, чтобы подтвердить для землетрясений с м < 5 необычность обнаруженных перед ними аномалий. таким образом, по сравнению с ранними исследованиями (каталог…, 1991), в работах (муллаяров и др., 2011; Mullayarov et al, 2012) и нами для подтверждения связи обнаруженных аномалий с землетрясениями, помимо локализации во времени, используется частичная (по углу прихода аномальных атмосфериков на станции) локализация обнаруженных эффектов в пространстве.…”

“…Анализ записей станций перед землетрясением с магнитудой 5.4, произошедшим 03.08.2010 г. на глубине 33 км, позволил разработать новую методику обнаружения предвестников землетрясений на основе анализа аномалий в соотношении спектральных плотностей (ССП) атмосфериков для разных станций на верхних частотах исследуемого диапазона (кабанов, Шара-футдинов, 2013). Новизна методики заключается в использовании информации о спектре атмосфериков в отличие от анализа амплитуд атмосфериков (АА) или интенсивности их потока (каталог…, 1991;муллаяров и др., 2011;Mullayarov et al, 2012), а также информации с разнесенных станций. С 2013 г. функционирует система обнаружения аномалий в эм поле в реальном времени на базе двух станций, размещенных в пос.…”

“…Позднее для этого землетрясения был выполнен более полный анализ всех записанных данных, показавший перспективы рассмотрения зависимостей ССП атмосфериков с учетом их угла прихода. угловую селекцию ранее использовали в работах (муллаяров и др., 2011; Mullayarov et al, 2012) при исследовании АА, проходящих над областями землетрясений. Основы этого метода заложены В. А. муллаяровым с соавторами (2007).…”