Ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) вместе с российскими и австрийскими коллегами создали новую модель ионосферы — верхнего слоя атмосферы Земли. Она гораздо точнее описывает электрические поля и токи и опровергает самое популярное объяснение того, как литосфера влияет на ионосферу. Тем самым модель ставит под сомнение возможность предсказания землетрясений по колебаниям электрического поля в ионосфере. Результаты работы опубликованы в Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, исследование поддержано грантом Российского фонда фундаментальных исследований. 

Прогнозирование землетрясений позволяет избежать человеческих жертв в сейсмоактивных зонах, поэтому, обнаружив всплески электрических полей в ионосфере в 100–2000 км от эпицентра катаклизма, ученые заинтересовались их причинами.

Эта модель так же, как и ранее предлагаемые, рассматривает литосферу как генератор, который создает электрические поля и токи в атмосфере, а саму атмосферу как их проводник. Однако построенные ранее математические модели формирования ионосферных предвестников землетрясений содержали упрощения, которые значительно искажали рассчитываемые поля и токи. Они должны объяснить наблюдения колебаний электрического поля в ионосфере до и после землетрясений в сравнении с его обычной напряженностью. В своей новой модели авторы учли наклон геомагнитного поля относительно вертикали. Напряженность электрического поля у поверхности Земли задается в соответствии с данными наблюдений. Для атмосферы выше 50 км модель построена с учетом того, что ее проводимость зависит от направления магнитного поля, а ниже – не зависит. Эту модель нельзя использовать для районов вблизи магнитных полюсов и магнитного экватора Земли. Дело в том, что в полярных зонах проводимость ионосферы сильно отличается от модельной, а вблизи магнитного экватора кривизна магнитного поля не позволяет считать его силовые линии параллельными, вследствие чего зависимость проводимости от координат меняется.

Некоторые ранние работы объясняют, что электрические токи проникают в ионосферу с помощью восходящих массивов воздуха, в которых есть заряженные частицы, однако в атмосфере заряды не могут существовать длительное время. В среднем всего за 15 минут они становятся почти электронейтральными, поскольку воздух имеет некоторую электропроводность. Также некоторые модели полей вблизи поверхности Земли основываются на предположениях о небольшой величине токов проводимости под ней и о том, что заряды, выносимые сторонними токами на поверхность из литосферы, создают электрическое поле вне ее. В действительности последние определяют только разницу значений перпендикулярной составляющей электрического поля по разные стороны поверхности литосферы, а сами поля зависят и от других зарядов. В новой модели нет таких грубых допущений, и получаемые оценки точнее описывают процессы, происходящие в ионосфере.

«Некоторые ученые считают, что на основе спутниковых измерений электрического поля в ионосфере можно сделать вывод о надвигающемся землетрясении в той или иной области, и в обоснование такой возможности предлагают некоторые физические механизмы литосферно-ионосферных связей. Мы же демонстрируем, что эти механизмы не работают, что ставит под сомнение такой метод прогноза землетрясения», – поясняет студент Института математики и фундаментальной информатики СФУ Семен Нестеров.

Работа выполнена совместно с коллегами из Института вычислительного моделирования СО РАН и Института космических исследований Австрийской академии наук.

Похожие новости

  • 10/05/2018

    Красноярские ученые смоделировали безопасный выход людей с крупных спортивных объектов

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали сценарии штатного и аварийного выхода людей со стадионов Чемпионата мира по футболу 2018 и объектов Универсиады 2019.
    988
  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    1480
  • 30/10/2018

    Эксперты из Кузбасса станут членами подкомитета ISO /ТC82 /SC 8 «Advanced automated mining systems»

    Экспертов из России, а именно из Кузбасса, пригласили стать полноправными членами ISO /ТC82 /SC 8 "Advanced automated mining systems" (передовые автоматизированные горнодобывающие технологии), и принять участие в формировании международных стандартов в рамках программы «Умная горная промышленность & Smart Mine».
    891
  • 14/05/2020

    Изменение климата приведет к быстрому осушению болот северного полушария

    Коллектив из нескольких десятков ученых из восьми стран мира оценил потери влаги болотами Евразии и Северной Америки при различных сценариях изменения климата. С уменьшением влажности воздуха болота будут терять влагу намного быстрее, чем леса, что может привести к росту количества пожаров и усилению выбросов в атмосферу законсервированного в северных экосистемах углерода в форме парниковых газов.
    302
  • 14/04/2018

    Эксперты КЭФ обсудили повышение эффективности угольной промышленности

    ​Угольная энергетика России нуждается в модернизации, но при этом не имеет альтернативы. К такому выводу пришли участники круглого стола "Будущее угольной энергетики в рамках Парижского соглашения и изменения климата", прошедшего в четверг на Красноярском экономическом форуме (КЭФ).
    1576
  • 08/12/2017

    Нефтяники СФУ познакомились с европейским опытом нефтепереработки

    ​Расширенный курс лекций "Тяжелые фракции", посвященный переработке тяжелых нефтяных остатков, прочел для магистрантов и аспирантов Института нефти и газа Сибирского федерального университета (СФУ) профессор учебного центра Французского института нефти (Рюэй-Мальмезон, Франция) Серж Леклер, рассказали РИА Новости в пресс-службе СФУ.
    802
  • 18/01/2017

    Новое о падении Тунгусского метеорита

    ​Ученые Новосибирского Института геологии и минералогии им. Соболева СО РАН и их коллеги из Красноярска опровергли версию итальянских исследователей о том, что эвенкийское озеро Чеко представляет собой кратер, возникший в результате падения Тунгусского метеорита.
    1417
  • 12/03/2020

    Ученые провели масштабное исследование почв Арктики

    ​Результат совместной исследовательской работы ученых из Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН и лаборатории физических проблем мониторинга агросистем Алтайского государственного университета, опубликовало авторитетное научное издание.
    403
  • 19/01/2017

    Красноярский наноцентр поддержит технологические стартапы

    ​В Москве на площадке госкорпорации РОСНАНО прошло заседание Совета директоров Красноярского нанотехнологического центра, участники которого рассмотрели и утвердили концепцию развития учреждения до 2021 года, а также план по её реализации.
    1451
  • 06/08/2019

    Искусственный интеллект определит границы лесов по космическим фотографиям

    ​Группа ученых из Красноярского научного центра СО РАН обучила искусственный интеллект классифицировать тип растительности и определять границы биомов по данным дистанционного мониторинга Земли. Система хорошо распознает лес, но пока еще совершает ошибки на полях.
    442