Ингель Л.Х., Макоско А.А. «Трехмерная модель генерации внутренних гравитационных волн при воздействии аномалий силы тяжести на атмосферное течение» Геофизические исследования, 20, № 1, с. 5-12 (2019)

В современных моделях геофизической гидродинамики поле силы тяжести обычно считается однородным и описывается с использованием одного параметра. Между тем известно, что на среднюю силу тяжести у поверхности Земли накладывается широкий спектр аномалий силы тяжести. Прежде всего это связано с неоднородностями распределения массы в земной коре. Вариации силы тяжести по абсолютной величине, конечно, очень малы по сравнению со средней силой, но существенно, что при наличии таких неоднородностей появляется составляющая силы тяжести, тангенциальная по отношению к общему земному эллипсоиду. В мезомасштабных моделях, в которых используются декартовы координаты (f-плоскость, бета-плоскость), это означает необходимость учета дополнительных объемных неоднородных сил с горизонтальной составляющей. По отношению к таким составляющим динамика атмосферы весьма чувствительна. В недавних работах авторов показано, что аномалии силы тяжести в высокоаномальных регионах могут приводить к заметным динамическим эффектам, в частности, к генерации регулярных течений и внутренних гравитационных волн, но анализ этого явления пока ограничивался двумерными задачами. В настоящей работе сделан следующий шаг. В трехмерной постановке в линейном приближении аналитически исследована генерация внутренних гравитационных волн в атмосфере при воздействии трехмерных аномалий силы тяжести на атмосферное течение над плоской горизонтальной подстилающей поверхностью. Слагаемые в полученных выражениях для составляющих скорости и возмущения давления можно разделить на две категории. Слагаемые первой из них непосредственно описывают обтекание потоком эквипотенциальных поверхностей, не носят волнового характера (не содержат волн, распространяющихся по вертикали) и медленно затухают с высотой на тех же масштабах, что и аномалия силы тяжести. Слагаемые второй категории описывают внутренние гравитационные волны, фазовая скорость которых направлена вниз, а групповая – вверх; амплитуда этих волн в поле скорости экспоненциально растет с высотой. Учет трехмерной геометрии аномалий силы тяжести может приводить к заметному изменению результатов по сравнению с рассмотренной ранее двумерной моделью. Помимо появления горизонтальных движений, перпендикулярных к фоновому потоку, может заметно меняться длина волны и вертикальный поток волновой энергии: аномалии силы тяжести, вытянутые по потоку, могут приводить к меньшим по амплитуде возмущениям, чем “хребет”, ориентированный перпендикулярно фоновому течению. Получено аналитическое выражение, показывающее, что упомянутый поток энергии пропорционален фоновой частоте плавучести, квадратам амплитуды аномалий силы тяжести и скорости фонового течения. Согласно численным оценкам, этот поток может быть заметным, хотя обычно он существенно уступает источникам внутренних гравитационных волн, связанным с рельефом.

Конешов В.Н., Непоклонов В.Б., Соловьёв В.Н., Железняк Л.К. «Сравнение современных глобальных ультравысокостепенных моделей гравитационного поля Земли» Геофизические исследования, 20, № 1, с. 13-26 (2019)

Представлены экспериментальные результаты оценки величин высокочастотных помех в современных ультравысокостепенных моделях гравитационного поля Земли. При оценке погрешностей выполнено сравнение значений аномалий силы тяжести, вычисленных по современным ультравысокостепенным моделям в тестовых районах Мирового океана. Значения аномалий, вычисленные по моделям, сравнивались с контрольными данными морских гравиметрических съемок. Проведен анализ и интерпретация полученных оценок погрешностей ультравысокостепенных моделей. Судя по экспериментальным данным, полученным в рамках выполненного исследования, сравнительные оценки значений аномалий моделей гравитационного поля Земли позволяют говорить о том, что модели EGM2008, EIGEN-6C4 и GECO практически совпадают или близки по вычисленным значениям аномалий. В статье предложены практические рекомендации по использованию ультравысокостепенных моделей.

Замараев Р.Ю., Попов С.Е. «Алгоритм автоматического обнаружения и классификации промышленных взрывов на основе энтропийного отображения сейсмических сигналов» Геофизические исследования, 20, № 1, с. 38-51 (2019)

Представлен алгоритм классификации сейсмических событий на основе предварительных преобразований сигналов в энтропийную модель. Такая модель позволяет обобщать информацию об особенностях волновых форм по трем направлениям измерений, усреднять и сравнивать эти особенности. На основе энтропийной модели рассчитываются характеристические функции событий, используемые затем для оценки подобия сейсмического поля в расчетном окне шаблонам взрывов, землетрясений и абстрактным шаблонам с заданными свойствами. Шаблоны для взрывов и землетрясений получаются путем усреднения характеристических функций множеств соответствующих событий для данной станции на данный регион. Абстрактные шаблоны рассчитываются с помощью функции огибающей энтропийной модели сейсмического поля – суммы энтропийных моделей сигналов по трем направлениям измерений. Подобие выборочной характеристической функции заготовленным шаблонам оценивается с помощью набора мер расстояния между одномерными векторами типа корреляционной дистанции и др. Заключение выдается на основе системы рейтингового голосования по числу минимальных дистанций. Приведен пример классификации сейсмических событий на территории Кемеровской области. Алгоритм ориентирован на региональные сети и системы сейсмического мониторинга и обеспечивает полностью автоматизированный и быстрый процесс обнаружения и классификации заявленных региональных сейсмических событий.

Казначеев П.А., Майбук З.Ю.Я., Пономарев А.В., Смирнов В.Б., Бондаренко Н.Б. «К вопросу об анализе статистики событий акустической эмиссии по данным одиночного датчика в экспериментах с термическим разрушением горных пород» Геофизические исследования, 20, № 1, с. 52-64 (2019)

Рассмотрена задача оценки наклона графика распределения событий термоакустической эмиссии (ТАЭ) по энергиям на основе данных о распределении её импульсов по амплитудам. События ТАЭ связываются с отдельными актами микроразрушений (прежде всего, образованием и развитием трещин); импульсы ТАЭ регистрируются одиночным датчиком акустической эмиссии. Проанализировано влияние на энергию импульсов факторов, связанных с распространением упругих волн. Показано, что из этих факторов наибольшее влияние на изменение энергии импульсов оказывает поглощение упругих волн в нагреваемом образце. Рассмотрены одно- и двухзвенный законы распределения событий ТАЭ. Показано, что одинаковый наклон графика (b-value) у регистрируемого распределения импульсов по амплитудам и исходного распределения событий наблюдается только в случае, когда значение b-value постоянно во всем диапазоне энергий событий ТАЭ (однозвенный закон). В такой ситуации действует один характерный механизм генерации событий во всем объеме образца. В случае разного значения b-value в различных диапазонах энергий (двухзвенный закон) затухание упругих волн в образце искажает исходное распределение. Предложена методика оценки “истинного” значения b-value на основе анализа распределения регистрируемых импульсов ТАЭ в нескольких поддиапазонах амплитуд.