Исследование ионосферных возмущений, вызванных землетрясениями вблизи Аляски в 2020-2021 годах.

Изучение ионосферных возмущений после сильных землетрясений направлены на изучение влияния на инфраструктуру и человеческую среду обитания. Кроме того, актуальной является задача определения корреляции между возмущениями и их параметрами с последующими землетрясениями (т.е. прогнозирование). Вертикальное движение земной коры при землетрясении вызывает смещение атмосферы у поверхности Земли и возбуждает плоские атмосферные волны, распространяющиеся до термосферы. Распространяясь от поверхности Земли и доходя до слоя ионосферы, плоская атмосферная волна вызывает перемещение электронов, как следствие локальное изменение электронной концентрации, которое можно зарегистрировать с помощью ГНСС.
Целью данной работы является изучение ионосферного отклика от землетрясений, произошедших на Аляске в 2020-2021 годах. Самое сильное из них произошло 29 июля 2021 в 6:27 UT в 104 километрах юго-восточнее города Перривилл с магнитудой 8,4 балла по шкале Рихтера. Это землетрясение стало самым сильным вблизи Аляски с 1964 года с магнитудой 9,2 балла (Давис, Бейкер, 1965).
Исходными данными являлись Rinex файлы наземных двухчастотных приемников ГНСС международной сети IGS. По этим данным были получены 30-секундные ряды вариаций полного электронного содержания (ПЭС), рассчитанного (Афраймович, Перевалова…) вдоль линии «спутник-приемник» (для каждой соответствующей пары), а также ряды значений азимута и угла места спутника. Из этих данных были получены координаты ионосферных точек (т.е. точки пересечения луча «спутник-приемник» с условной тонкой ионосферой на некоторой заданной высоте) в каждый момент времени. Следует сказать, что широта и долгота ионосферной точки зависит от высоты условной ионосферы, которую используют для расчета. В ходе исследования было выявлено, что возмущения в ионосфере появились через 9:30 минут после толчка. При этом нами было установлено, что положение эпицентра и положение первых регистрируемых эффектов в ПЭС совпадает, если для расчета мы используем высоту ионосферных точек 170 км. В районе эпицентра наблюдалось колебание, регистрируемое в виде N-волны длительностью 8:30 минут и амплитудой 0.4 TECU. После этого регистрировалась волна, распространяющаяся радиально. Предположительно возникшее возмущение было вызвано ударной акустической волной. Также построены и проанализированы диаграмма дальность-время, отражающая эволюцию отклика ионосферы на сейсмическое воздействие и карты возмущений полного электронного содержания, для разных станций. Горизонтальная компонента скорости волны составила порядка 627 м/с. Максимальная дальность на которой удалось обнаружить эту волну по данным ПЭС составила 320 км.