Готовый перевод Specific variations of the atmospheric electric field potential gradient as a possible precursor of Caucasus earthquakes / Специфические вариации потенциала градиента атмосферного электрического поля, как возможный предвестник Кавказских землетрясений.: статья

Краткое содержание.
Предметом этого исследования является изучение аномальных возмущений градиента электрического поле потенциала атмосферы, как возможный предвестник землетрясений.
Чтобы выявить такие предвестники записи потенциала градиента электрического поля обсерватории в Душети подсчитаны для 41-го моменты появления землетрясений с магнитудой (M>5.0) в Кавказском регионе.

Сезонные вариации потенциала градиента атмосферного электрического поля и внутреннее перкрывающее влияние метеорологических параметров до того, как эти параметры изучатся. Оригинальный метод фильтрации был разработан и используется для того, чтобы определить эффект чистых EFPG аномалий.

Так называемые чистые аномалии обнаруживаются от (-148.9 V/m) до 188.5 V/m
пределов и они соеденины с моментами появления 29-ти землетрясений 41-го описанных землетрясений (около 71%). Чистые аномалии показывают себя в 11 днейвном окне предвестников.
Время работы аномалий от 40 до 90 минут.

1. Введение

В то время, как проблемы землетрясений исследуются и должно быть принято на рассмотрение, что достаточного количества знаний и информации о процессе подготовки землетрясений до сих пор нет. Поэтому нам нужно использовать непрямой метод, это означает, чтобы рассмотреть все эти явления, которые сопровождаются комплексными процессами приготовления землетрясений в сейсмосфере.
Пишите: Н. Качахидзе
ninokachakidze@rambler.ru

Процесс подготовки землетрясений на поверхности Земли описывается, в основном, аномальными изменениями различных геофизических полей, хотя предвестники землетрясений не всегда проявляют себя в связи с неоднородностями геофизической структуры области источника и комплексными геофизическими процессами, которые имеют место в источнике( Парк и др.,1993; Плоткин, 2003; Пулинет, 2005; Прасад и др., 2000;Пулинец и др., 2006; Озонов и др.,2007). Мы считаем, что исследования атмосферных электрических предвестников - это важная стадия проблем землетрясений.

Многие научные статьи рассматривают аномальные помехи характеристических параметров атмосферного электрического поля во время приготовления землетрясений. Во многих работах околоземный атмосферный слой рассматривается, как слой "передачи" между Землей и ионосферой(Гуфельд и другие, 1988;Молчанов и другие, 1993,1998,2001; Хаякава и другие, 2000 год;Качакидзе,2000; Смирнов, 2008).

Амплитуды EFPG нарушений в несколько раз больше, чем среднее значение этого параметра. Очевидно, что описание предвестника EFPG проблемная задача (Липеровски и другие, 2008, Триантис и другие, 2008).

Определение современных исследований позволяет нам отметить, что идеальная теоретическая модель, такого важного явления, как атмосферный электрический предвестник землетрясения, до сих пор не сконструирована.

2. Данные

Нашей целью является исследование “сеймически разделимых” аномальных тревожностей атмосферного электрического поле.
Мы посчитали изменение индекса EFPG на околоземном слое атмосферы за несколько дней до появления землетрясения.
Опубликована публикациями Коперника от имени Европейского Геофизического Союза. 1222 Н. Качахидзе и др.: предвестники землетрясений
Таблица 1. Каталог Кавказских 1956-1991 землетрясений с М 5.0

Эту проблему рассматривают на основе ретроспективных данных, учитывая хронологию Кавказских землетрясений.
Кавказ - это сейсмоактивный регион трансазиатской зоны. Землетрясения происходят здесь часто. Многие из них вызывают серьезные повреждения и человеческие жертвы.
С 1900 года более, чем 30 землетрясений с магнитудой M>=6.0 записаны на Кавказе.

Нужно отметить, что систематические наблюдения за EFPG проводятся в этом регионе с 1956 года, но в 1992 году наблюдения прекратились благодаря определенным объективным причинам.
Ссылаясь на многие научные работы, EFPG аномалии изменились, как предвестники землетрясений, показывая себя за несколько дней или часов до землетрясения. Опыт схожих исследований, проведенных для Кавказских землетрясений
Таблица1. Продолжается (Качахидзе., 2000) позволяет нам считать 11-дневное окно землетрясений (11-ый день - это день появления землетрясения).

3.Анализ данных

Основные наблюдения данных EFPG в связи с моментоми их возникновения Кавказских землетрясений показывают аномальные изменения значений EFPG в довольно больших пределах; хотя, мы не может посчиттаь их за аномальные помехи вызванные только одним фактором (с помощью процесса приготовления землетрясения) - мы должны принять на рассмотрение все факторы, которые могут влиять на величиную индекса EFPG.
Имея знание природы атмосферы электрического поле, мы должны уделить внимание сезонного фону в первую очередь.

Все потенциальные градиенты классифицируются в соответствии с месяцами и средней величиной фонового значения.
Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 9, 1221–1226, 2009 www.nat-hazards-earth-syst-sci.net/9/1221/2009/
Н. Качахидзе и др.: предвестники землетрясений 1223 Таблица 2. Сезонный фон атмосферного индекса EFPG (В/М) для обсерватории Душети.
Месячный потенциал градиента атмосферного электричества был посчитан для каждого месяца

Где x - это среднее значение потенциала градиента, в соответствии с месяцем, а omega_i - это относительная чистота данных x_i, s и dzeta - это дисперсия и математическое ожидание соответственно.
Таблица 2 показывает сезонный фон индекса EFPG в соответствующих месяцев. На втором этапе нам нужно вычислить следующие величины: x+-dzeta,x+-2dzeta, для 11-дневных данных EFPG в свящи с моментами появления всех 41 землетрясений. Известно, что требование x +- 3dzeta является строгим - оно исключает всю случайность.

Убрав число x+-dzeta из значений индексов EFPG, мы получем изменение аномалий (-281.7) В/м до 242.3 В/м (в случае всех 40 землетрясений) и при условии выполнения третьего требования (срезка x +- 2dzeta) дает нам пределы измения индекса EFPG от (-247) В/м до 196.5 В/м ( в случае 36-ти землетрясений).
Аномалии, которые получены при помощи отсечения x+- dzeta, x+- 2dzeta
и x+- 3dzeta величин, названы как обычные аномалии 1,2,3-го типа соответственно.

4. Обсуждение
Проблема влияния метеорологических параметров до величин EFPG появилась после вышеупомянутого анализа.

Рисунок 1 показывает распределение индексов EFPG в соответствии с часами вр впемя четырех нормальных дней (7 июля 1987 - 11 июля 1987).

Известно, что среднее значение ежегодных величин атмосферного индекса EFPG для обсерватории Душети находится в районе 84 В/м в погодных условиях нормального дня (низкое количество облаков, не более, чем 4, скорость ветра 4 м/сек или ниже, и отсутствие осадков, молний и гроз).
(Настоящие величины индекса EFPG уменьшены до одной десятой на рисунках).

К сожалению, было обнаружено, что в очень редких случаях нормальные дни погоды совпадают с днями предвестников землетрясений, которые были рассмотрены нами.
Метеорологические параметры могут изменять величины атмосферного индекса EFPG значительно.

Рис.2 Распределение атмосферных индексов EFPG для 4 плохих погодных дней (22 октября 1987 до 1 26 октября 1987)

Рисунок 2 показывает, что распределение индекса EFPG соответствует часам при плохих погодных условиях (4 дня от 22 Октября 1987 до 26 Октября 1987. Именно в эти дни средне низкие и CB облака, средний ветер, средние осадки, средняя температура и абсолютная влажность была зарегистрирована.
Рис. 3. Распределение атмосферных индексов EFPG по часам для плохих погодных дней с моментом появления 2 июля 1957 землетрясения (треугольник — момент появления землетрясения, по горизонтальной оси — время до появления землетрясения в часах, по вертикальной оси — атмосферный индекс EFPG в В/м)

Рисунок 3 и Рисунок 4 дают примеры распределения индексов EFPG по часам соответствующие 2 Июля 1957 года (М=6.5) и 16 Декабря 1990 (М = 5.1) моментам появления землетрясения в плохие и хорошие погодные дни соответственно.

Мы должны отметить, что предвестники обнаруживаемые, проявляют его не очень хорошо, чтобы определить влияние одного из метеорологических параметров до EFPG, поскольку все параметры имеют свойства перекрытия. Поэтому нам нужно считать эту проблему за настоящую комбинацию погодных условий.

Рис 4. Распределение атмосферных индексов EFPG по часам для номральных погодных дней с моментом появления 16 Декабря 1990 землетрясения.

Рис 5. Атмосферные индексы EFPG 3-го типа «чистых» аномалия, относящихся к моменту поялвения 2 Июля 1957 года землетрясения.

Чтобы определить “чистые” аномалии связанные с землетрясениями, нам нужно посчитать 7 основных метеорологических параметров, мы рассмотрели 7 основных метеорологических параметров: 1. Низкие облака 2. CB облака, 3. осадки, 4. Ветер 5. Температура воздуха 6. Относительная влажность и 7.Абсолютная влажность. Кроме этих параметров мы посчитали случаи молний и громов.
Рис 6. Атмосферные индексы EFPG 3-го типа чистые аномалии относящиеся к моменту появления16 декабря 1990 года.
Рис.7. Распределение EFPG аномалия, относящееся к их длительности
Рис 8. Распределение аномалия EFPG относящееся к магнтиде землетрясений
Рис 9. Распределение EFPG аномалий, относящееся к эпицентральному расстоянию(из Душети)

Чтобы исключить внутреннее перекрытие метеорологические параметров мы произвели следующий анализ значений индеса EFPG: во-первых, мы уделили внимание случаям молния и громов вычисленных атмосфернми индексами EFPG. Мы обнаружили, что значение соответствующих величин индексов меняется в пределах от -2500 В/м до 3000 В/м для обсерватории Душети.

Все помехи атмосферных EFPG индексов, которые были спровоцированны молниями и громом, были проигнорированы.
На следующем этапе мы предприняли попытки определить аномальные возмущения индекса EFPG, которые были вызваны вышеупомянутыми 7 основными метеорологическими параметрами. Каждый метеорологический параметр был разделен на три группы: высокие(сильные), средние(умеренные) и низкие(слабые).
Поэтому мы получили 21 “отсортированный” метеорологический параметр, вместо 7 (Таблица 3).

На этой основе новых 21 метеорологических параметров мы создали так называемые “погодные комбинации”, следующим образом: в случае фиксированного количества одного из метеорологических параметров (например слабый ветер) мы посчитали такие погодные комбинации, когда все параметры, сильные и высокие.
На следующем этапе, в случае того же значения тех же параметров(слабый ветер), мы рассмотрем новые погодные комбинации, когда оставшиеся параметры, кроме одного (например осадки) большие и сильные, но осаждение умеренное.

В результате мы получили:
n!
--------- = 2187
k!(n-k)!
комбинация, где ни один из возможных вариантов не опустили.
Создание так называемых погодных комбинаций позволяет нам оценить соответствующие средние величины EFPG и только затем, мы вернемся к уже определенным с помощью обычных аномалий 1-го,2-го и 3-го типа и фильтрованных аномалий.
А именно, значения 1-го, 2-го и 3-го типа “обычных” аномалий были сравнены с соответствующими величинами EFPG погодных комбинаций за тот же период.
Благодаря такой фильтрации мы получили новую аномалию 1-го типа(40 землетрясений), которые изменяются от (-183.1) В/м до 234.3 В/м.
Тем же способом мы получили аномалии 2 типа (32 землетрясения) и 3 типа (29 землетярсений) с аномальным изменением индексов EFPG от (-166) В/м до 211.4 В/м и от (-148.9) В/м до 188.5 В/м соответственно.
Аномалии 1, 2 и 3 типа, которые мы получили с помощью фильтрации, называются “чистыми” аномалиями 3 типа, в соответствии с моментами появления вышеупомянутых 2 июля 1975 года и 16 декабря 1990 землетрясениями.
Длительность 3-го типа “чистых” аномалий измеряется в пределах от 40 до 90 минут. Мы попытались выявить корреляции между EFPG анормалиями и их длительностью (Рис. 7), распределение времени помех (как функции “чистых” аномалий 3-го типа) и магнитуды землетрясений (Рис.8), время предвестников и эпицентральные расстояния (от рассмотрения Душети) (Рис.9) .
Как и другие авторы (Смирнов , 2008), мы не обнаружили никаких интересных зависимостей для Кавказского региона.

5. Заключение

по нашему мнению все случаи “чистых” аномалий важны, но “чистые” аномалии 3-го типа являются наиболее важными из-за их случайного характера и помех благодаря погодным эффектам, которые были исключены при рассмотрении. “Чистые” аномалии распространяются на 11-дневный период в соответсвии с моментами появления землетрясений, но во многих случаях они проявляют себя в течении 4-ех дневного периода.

Этот предвестник был обнаружен в 29 случаях (71%) описанных кавказских землетрясений

Поправлена: М. Контадакисом
Просмотрена: П.Ф Бьяджи и другими анонимными наблюдателями

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: перевод редактируется

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/30913/106333

Переводчики: wuffur