Введение к работе
Актуальность теша. Известная существенная неоднородность наземного поля геомагнитных пульсаций (магнитотэллурического поля) объясняется двумя одновременно действующими причинами. Во-первых, горизонтальной неоднородностью электропроводности земной коры. Во-вторых, неоднородностью самого первичного поля, в частности, связанной с его волновой природой.
Открытие горизонтального распространения магнитотеллуричес-ких полей принадлежит Т.Херрону. Обнаруженные им фазовые скорости для диапазона пульсаций Р1-2 и Рс 3-4 оказались порядка десятков и сотен км/с при пространственных затуханиях порядка 10 децибелл на 1000 км. В основном дисперсионном уравнении для горизонтально распространяющихся плоских волн в слоистой среде
\2 = 1*» - "гор2 . *гор2= R + 1J
материальный член iua может компенсироваться членом Ы, при обнаруженных значениях характеристик горизонтального распространения полей геомагнитных пульсаций, оказывая сущесвенное влияние на результаты интерпретации данных МТЗ .
Однако факт горизонтального распространеия МТ-полей недостаточно известен и не учитывается при проведении интерпретации данных.МТЗ. В результате фазовые сдвиги и определяемые с их помощью фазовые скорости часто рассматриваются как "кажущиеся". Вывода о характере распространения не основываются на всей совокупности экспериментальных данных.
Организация глобальных экспериментов по исследованиям пространственно временной структуры наземного поля геомагнитных пульсаций очень сложна. Большинство наблюдений проводилось Йа двух-четырех пунктах или на профилях. Только с работ Грина , Олсона и Ростокера , Фукуниши и Лансеротти , Соусвуда и др., Ансари я
резера излагаются результаты действительно многопунктовшс наблюдений. В настоящей работе проводится новая интерпретация данных уникального эксперимента 1974 года, организованного В.А.Троицкой, М.Б.Гохбвргом, М.ЗиОертом на глобальной сети 9-ти станций от Линдау (Германия), Кево, Ивало, Мартти, Куусамо (Финляндия) до Калининграда, Борка, Свердловска и Новосибирска. Цель н задачи исследования заключались :
- в распространении метода оценки местоположения эпицентральных
зон на пульсации типа Рс 3—5, для которых картина распределения
коэффициента корреляции текущих расстояний вдоль поверхности от
ее произвольной точки до ' пунктов наблюдений с фазами в этих
пунктах имеет вид протякошшх хребтов, определяемых направлением
авроралышх элактроструй.
.- в проведении массовой интерпретации пульсаций за период с 18 ПО 23 октября 1974 Г.
- в сопоставлении 'результатов многопунктового эксперимента с
интерпретацией синхронных данных других систекз наблюдательных
пунктов .
в исследований особенностей . западного к восточного электродаетов.
Научная "новизна и практическая ценность. В диссертационной работе твпервые исследованы картины распределения коэффициента корреляции го площади для различных типов пульсаций.
'Впервые обнаружено группирование пакетов геомагнитных пульсаций типа Рс 3-4.
Установлена связь геомагнитных пульсаций типа Р1-2 с западным электродаетом, а пульсаций типа Рс 3-4 с восточным электродаетом. Разработан способ определения разрыва Харанга по наблюдениям геомагнитных пульсаций.
Результаты полученные в работе, подтверждающие горизонтальное распространение полей геомагнитных' пульсаций с фазовыми скоростями порядка десятков.километров в секунду в диапазоне Р1-2
и Рс-3, имеют принципиальное значение для развития методоз магни-тотеллурических исследований земной коры и верхней мантии. Закрщаешле полонешш : I) Максимум коэффициента корреляции расстояшій до пунктов наблюдений с фаземи в эпос пунктах , определяющий точечную оценку эпицентральных зон 50-ти волновых пакетов геомагнитных пульсаций, имеет среднее значение 0.9957. Близость этой величины к I, означающая практическую пропорциональность фаз и расстояний является доказательством волновой природы наземных полей геомагнитных пульсаций. При этом оценка квадратичного отклонения по остаточной сумме квадратов имеет среднее значение S = 57.8. 2) Коэффициенты корреляции логарифмов амплитуд с логарифмами расстояний от найденной точки при среднем значении 0.8871 показывают, что распределение амплитуд соответствует распределению фаз, также свидетельствуя в пользу волнового характера распространения поля.-
3) Синхронные наблюдения полярной сети, по которой определяют
ся АЕ - индексы полярных электродатов , обнаруяопзвют соответ
ствие координат эпицентров, определенных з диссертации, с коорди
натами станций вблизи которых геомагнитное возмущение в данный
час было максимальным. При этом эпицентралыше области указывают
ся в таблицах АЕ - индексов как для восточного , так и для
западного электроджета.
Таким образом мы получили еще одно независимое доказательство волнового характера распростронения геомагнитных пульсаций вдоль поверхности Земли .
4) Эпицентры всех рассмотренных геомагнитных возмущений можно
разделить на пульсации , связанные. с восточным или с западным
электроджетами.
С западным электродам том связаны геомагнитные пульсации с локальным временем в эпицентре от 20 до 33 ( 9 ) часов , как и должно быть по принятым теоретическим представлениям о связи с
западным электроджетом пульсаций типа Pl-2 .
5) Пульсации Р1-2 сильно локализовании и для них естественно
использовать точечную оцешсу эпицентральной зоны при повышенных
значениях коэффициентов корреляции.
6) Группа геомагнитных пульсаций, связанных с восточным
электроджетом занимает область местного времени в эпицентре в
интервале от II до 20 часов, не смешиваясь с пульсациями запад7
ного электроджета .
Граница западного и восточного электроджетов определяет разрыв Хвранга в вечернем секторе ионосферы. Разработан способ определения этого разрыва по наблюдениям геомагнитных пульсаций.
7) Точечная оценка эпицентральных областей может быть дополнена
площадной оценкой с помощью круга с центром в найденнойточке и
доверительным радиусом , обеспечивающим накрытие истинного
эпицентра с заданной вероятностью .
Распределение коэффициента корреляции вдоль поверхности Земли, в окрестности точки максимума, имеет вид горного хребта, соответствующего линии тока в электроджете. Отрезок такого хребта соответствует микросуббуре . Последующие волновые возмущения реализуются северо - западнее предыдущих для пульсаций типа Р1-2.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доклады-, вались на Всесоюзной конференции по нетрадиционным методам геофизики ( Москва, декабрь 1991 ), на семинарах отдела электромагнитного поля Земли ИФЗ РАН ( 1990 -1992 ).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 2 приняты в печать.
Объем в структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы 65 наименований и двух приложений, содержит 26 рисунков, 16 таблиц.