CC BY
26<Тешетневс^ие чтения. 2016
УДК 528.88, 550.34, 551.510
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СИЛЬНЫХ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ НА ВАРИАЦИИ ОЗОНА ПО ДАННЫМ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ
А. В. Дергунов, В. Б. Кашкин
Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 E-mail: [email protected]
На основе анализа карт общего содержания озона (ОСО) было выявлено «озоновое облако» с повышенным ОСО, существующее 4 дня. Уточнена очаговая область землетрясения размером 10*10 градусов, над которой сформировалось «озоновое облако». В ходе исследования была разработана методика изучения состояния озонового слоя над сейсмоактивной областью.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли из космоса, общее содержание озона, землетрясения, дегазация Земли.
RESEARCH OF THE INFLUENCE OF STRONG EARTHQUAKE IN THE OZONE VARIATIONS BASED ON REMOTE SENSING
A. V. Dergunov, V. B. Kashkin
Siberian Federal University 79, Svobodnyi Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation E-mail: [email protected]
The paper is based on the analysis of total ozone (TO) maps; they have been identified as "ozone cloud" with an increased TO, it can exist 4 days. The paper refines focal region with the size of 10x10 degrees earthquake, over which the "ozone cloud" is formed. The study has been developed a method of studying the state of the ozone layer above a seismically active area.
Keywords: remote sensing of the Earth from space, the total ozone content, earthquake, degassing of the Earth.
Ежегодно на нашей планете происходят десятки и сотни землетрясений, некоторые из них чрезвычайно сильные и наносят огромный ущерб инфраструктуре и экономике многих государств. Сейсмическая активность в некоторых регионах нашей планеты способна вызывать смертоносные оползни и обрушение жилых зданий, а также вызывать многометровые цунами, что влечет за собой гибель тысяч людей. При сейсмических событиях происходит выход литосферных газов в атмосферу, активизируются фотохимические процессы, которые приводят к дополнительному образованию молекул озона [1]. В тропосфере и нижней стратосфере над сейсмически активными районами наблюдаются изменения общего содержания озона (ОСО).
В данном исследовании из базы данных NOAA [2] были выбраны сильные землетрясения магнитудой от 7,0 до 9,0, произошедшие в Турции (17.08.1999), Иране (26.12.2003), Гаити (12.01.2010), Японии (11.03.2011), Коста-Рике (5.09.2012). Анализ карт общего содержания озона основывался на данных космического мониторинга, полученных с помощью приборов TOMS/ Earth Probe и OMI/ Aura, представленных в открытом доступе на сайте NASA [3]. Информация содержит значения общего содержания озона, измеряемые в единицах Добсона (1 е. Д. = 10-5 м), привязанные к географическим координатам.
На рис. 1 для примера приведены полученные карты общего содержания озона для территории Турции, где происходило землетрясение 17.08.1999 магнитудой 7,6 в 3.01 по местному времени, в районе г. Измит. Справа от рис. 1, б приведена цветовая шкала ОСО от 250 до 370 е. д. Эта шкала справедлива для всех представленных на рис. 1 карт ОСО. Координаты эпицентра землетрясения 40.760° с. ш. и 29.970° в. д., глубина гипоцентра - 17 км. Для выделения очаговой области была выбрана зона по широте в диапазоне 25-55° с. ш. и по долготе - 5-55° в. д. На рис. 1, а видно, что за 8 дней до землетрясения (9 августа 1999 г.) озоносфера над исследуемой локальной областью находится в «спокойном» состоянии, характерном для данной территории в августе, ОСО в точке, близкой к эпицентру, равно 283 е. д. 9 августа 1998 г. значение ОСО в данной точке было равно 282 е. д. На рис. 1, б за 3 дня до сейсмического события (14 августа 1999 г.) можно видеть, что общее содержание озона в эпи-центральной области увеличилось, ОСО составило 309 е. д. На рис. 1, в на следующий день после землетрясения (18 августа 1999 г.) можно наблюдать существенное уменьшение общего содержания озона в точке, близкой к эпицентру, до 278 е. д.
На основе анализа карт ОСО были уточнены размеры очаговой области, в которой определялись средние значения общего содержания озона.
Использование гдсмичесгихсредств, технологий и геоинформационны^систем для мониторинга и моделирования природной среды
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 18 августа 1999 года
Рис. 1. Карты ОСО над очаговой областью турецкого землетрясения, «черной» точкой обозначен эпицентр землетрясения, квадратом - очаговая область
Рис. 2. График изменчивости ОСО над очаговой областью 10°х10° в августе 1999 г
Эта область расположена в зоне 10°х10° с координатами по широте в диапазоне 35-45° и по долготе -25-35°. График изменчивости ОСО над данной очаговой областью в период с 8 по 21 августа представлен на рис. 2. Стрелкой обозначена дата землетрясения. Как видно из графика рис. 2, с 9 августа, т. е. за 8 дней до землетрясения, началось повышение ОСО с 279 е. д. Увеличение общего содержания озона над очагом продолжалось 2 дня, и 11 августа ОСО составило уже 292 е. д. 12 августа, за 5 дней до сейсмического события, произошло уменьшение ОСО в очаге до 289 е. д. «Озоновое облако» с повышенным содержанием озона существовало над очаговой областью с 12 по 16 августа (рис. 2).
Непосредственно в момент землетрясения 17 августа наблюдалось уменьшение содержания озона, рав-
ное 280 е. д., дальнейшее снижение содержания озона продолжалось и 18 августа. ОСО составило 274 е. д. После 18 августа в очаговой области происходило восстановление озонового слоя.
Таким образом, в работе на основе анализа карт общего содержания озона было выявлено «озоновое облако» с повышенным ОСО, существующее в период с 12 по 16 августа.
По картам ОСО уточнена очаговая область землетрясения размером 10x10 градусов, над которой сформировалось «озоновое облако».
В ходе исследования была разработана методика изучения состояния озонового слоя над сейсмоактивной областью, что позволило исследовать изменения концентрации озона и во время других землетрясений.
Решетневс^ие чтения. 2016
Библиографические ссылки
1. Кашкин В. Б., Рублева Т. В., Хлебопрос Р. Г. Стратосферный озон: вид с космической орбиты. Красноярск : СФУ, 2015. 221 с.
2. Национальный Центр экологической информации США (NOAA) [Электронный ресурс]. URL: http://www.ngdc.noaa.gov/ (дата обращения 05.04.2016).
3. Файлообменный ресурс NASA [Электронный ресурс]. URL: ftp://jwocky.gsfc.nasa.gov/pub/ (дата обращения 05.04.2016).
References
1. Kashkin V. B., Rubleva T. V., Khlebopros R. G. Stratospheric ozone: view from space orbit. Krasnoyarsk : SFU, 2015. 221 р.
2. National Centers for Environmental Information (NOAA). Available at: http://www.ngdc.noaa.gov/ (accessed 05.04.2016).
3. File-sharing resource NASA. Available at: ftp://jwocky.gsfc.nasa.gov/pub/ (accessed 05.04.2016).
© Дергунов А. В., Кашкин В. Б., 2016
УДК 550.348.436; 551.24
ВАРИАЦИИ МЕТАНА НАД ЭПИЦЕНТРОМ ТУВИНСКОГО ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ ПО СПУТНИКОВЫМ ДАННЫМ
Е. С. Дюбо1, Т. В. Рублева1, Е. Г. Швецов2
Сибирский федеральный университет Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79 2Институт леса имени В. Н. Сукачева СО РАН Российская Федерация, 660036, г. Красноярск, Академгородок, 50 E-mail: [email protected]
В работе изучаются вариации метана над эпицентральной областью Тувинских землетрясений 2011 и 2012 гг. по данным прибора AIRS, установленного на спутнике AQUA (USA). Создана методика предварительной обработки спутниковых данных AIRS/AQUA по общему содержанию метана.
Ключевые слова: обработка спутниковых данных, атмосфера, метан, землетрясение, сейсмичность.
METHANE VARIATIONS OVER EPICENTRE OF THE TUVA EARTHQUAKE ACCORDING
TO SATELLITE DATA OF AIRS/AQUA
E. S. Dyubo1, T. V. Rubleva1, E. G. Shvetsov2
1Siberian Federal University 79, Svobodnyi Av., Krasnoyarsk, 660041, Russian Federation
2V. N. Sukachev Institute of Forest, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences 50, Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russian Federation E-mail: [email protected]
Methane variations over area of epicenter of the Tuva earthquakes of 2011 and 2012 years according to the data of AIRS device installed on the AQUA (USA) satellite are studied in the research. The technique of a pretreatment of satellite data of AIRS/ AQUA on the common content of methane is developed.
Keywords: processing of satellite data, atmosphere, methane, earthquake, seismicity.
В литературе описан ряд сейсмических событий, когда происходит увеличение количества водорода, гелия и общего содержания озона в очаговой области за 2-3 суток до землетрясения [1; 2].
В данной работе исследовалось изменение общего содержания метана СН4 в сейсмоактивных зонах Тывы. Для исследования были выбраны землетрясения, произошедшие 27.12.2011 г. (Ш"С 15:21:55) и 26.02.2012 г. (ЦТС 6:17:20) в Тыве. Глубина гипоцентра составила 17 и 11,7 км, соответственно. Координаты эпицентров сейсмических событий в 2011 г. (51,82° с. ш., 95,93° в. д.) и 2012 г. (51,73° с. ш.,
95,92° в. д.), т. е. землетрясения произошли на одной и той же территории с интервалом в два месяца. Маг-нитуда обоих землетрясений 6,7. Во время землетрясений метан выделялся из трещин и разломов подстилающей поверхности и быстро достигал высоты в 10-15 км [3].
Изменение количества метана в сейсмоактивных областях изучалось по данным радиометра AIRS (Atmospheric InfraRed Sounder) - спутник Aqua (USA, 2002) [4]. Измерения прибором AIRS проводятся в надир с пространственным разрешением 13,5 км. Полоса обзора - 1 650 км. Радиометр высоко-
