فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

فصلنامه علوم و مهندسی زلزله

بررسی و تحلیل محموله‌های فضاپایه به‌منظور انجام مطالعات پیش‌نشانگری زمین‌لرزه و پیشنهاد محموله‌ی مناسب برای یک ماهواره‌ی بومی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، پژوهشکده برق و فناوری اطلاعات، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران
2 مربی، پژوهشکده مکانیک، سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران
3 استادیار، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران
چکیده
مشاهدات ماهواره‌‌ای حاکی از وجود ارتباط میان بی‌هنجاری‌های مشاهده شده در یونوسفر و استراتوسفر با رخداد زمین‌لرزه است. این بی‌هنجاری‌ها شامل تغییر در مؤلفه‌های میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی، تغییر در چگالی الکترون‌ها، یون‌ها، ترکیبات یونی و دمای آنها در یونوسفر و نیز تغییرات دما در استراتوسفر است. در این مقاله به مطالعه و بررسی این پیش‌نشانگرهای فضاپایه و نیز محموله‌هایی که برای اندازه‌گیری این بی‌هنجاری‌ها به کار می‌روند پرداخته شد. نتایج تحلیل چند زمین‌لرزه‌ی اخیر ایران و جهان با داده‌های این محموله‌ها بررسی گردید. اهمیت محموله‌های مختلف در پیش‌نشانگری زمین‌لرزه با در نظر گرفتن محیط فضایی کشور بررسی شد و مؤثرترین محموله‌ها برای پیش‌نشانگری زمین‌لرزه در ایران پیشنهاد شدند. در گام بعد یک ماهواره‌ی بومی موجود در نظر گرفته شد و با توجه به بودجه‌ی جرم، توان و سیستم پایدارساز آن، محموله‌ی بیکن سه فرکانسه به‌عنوان محموله‌‌‌ی نهایی آن پیشنهاد شد. این محموله، سه سیگنال هم‌فاز با فرکانس‌های مختلف را به سمت زمین ارسال می‌کند. پس از دریافت این سیگنال‌ها توسط یک زنجیره از گیرنده‌های زمینی و با پردازش اختلاف فاز آنها، پروفایل عمودی یا تصویر دو بعدی چگالی الکترون یونوسفر قابل استخراج خواهد بود. استفاده از ظرفیت بخش ذخیره و ارسال ماهواره برای انتقال داده‌ی ایستگاه‌های لرزه‌نگاری زمینی جدید نیز پیشنهاد گردید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

Cao, J., Shen, X., Zhang, T., Zeren, Z., Huang, J., Li, Z., ... & Li, L. (2018). The electromagnetic wave experiment for CSES mission: Search coil magnetometer. Science China Technological Sciences, 61(5), 653-658.
Chen, L., Wang, Y., Zhao, S., Wang, Q., Huang, J., Zhang, Z., ... & Cao, J. (2018). Preliminary observation results of the Coherent Beacon System onboard the China Seismo-Electromagnetic Satellite-1. Earth and Planetary Physics, 2(6), 505-514.
Fraser‐Smith, A. C., Bernardi, A., McGill, P. R., Ladd, M. E., Helliwell, R. A., & Villard, O. G., Jr. (1990). Low‐frequency magnetic field measurements near the epicenter of the Ms 7.1 Loma Prieta earthquake. Geophysical Research Letters, 17(9), 1465-1468.
Hayakawa, M. (2007). Monitoring of ULF (ultra-low-frequency) geomagnetic variations associated with earthquakes. Sensors, 7(7), 1108-1122.
Hayakawa, M. (2010). Current status of seismo-electromagnetics for short-term earthquake prediction. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 1(2), 115-155.
Huang, J., Lei, J., Li, S., Zeren, Z., Li, C., Zhu, X., & Yu, W. (2018). The Electric Field Detector (EFD) onboard the ZH-1 satellite and first observational results. Earth and Planetary Physics, 2(6), 469-478.
Inan, U. S., & Bell, T. F. (1985). Spectral broadening of VLF transmitter signals observed on DE 1: A quasi-electrostatic phenomenon? Journal of Geophysical Research: Space Physics, 90, 1771-1775.
Kopytenko, Y. A., Matiashvili, T. G., Voronov, P. M., Kopytenko, E. A., Molchanov, O. A., & Hayakawa, M. (1993). Detection of ultra-low-frequency emissions connected with the Spitak earthquake and its aftershock activity, based on geomagnetic pulsations data at Dusheti and Vardzia observatories. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 77(1–2), 85-95.
Mahmoudian, A., Safari, M., & Rezapour, M. (2022a). Earthquake prediction assessment using VLF radio signal sounding and space-based ULF emission observation. Acta Geophysica, 70, 1269-1284.
Mahmoudian, A., Fallahrad M., & Montahaei M. (2022b). Study of VLF radio sounding for the Ionospheric remote sensing. Iranian Journal of Geophysics, 15, 139-152.
Moayeri-Manesh, F. Mahmoudian, A., & Rahimi, H. (2024). Detection of the Pre-seismic anomalies in stratospheric temperature and radio emission using space-based observations. Advances in Space Research, 73(10), 5114-5133.
Molchanov, O., Rozhnoi, A., Solovieva, M., Akentieva, O., Berthelier, J. J., Parrot, M., & Hayakawa, M. (2006). Global diagnostics of the ionospheric perturbations related to the seismic activity using the VLF radio signals collected on the DEMETER satellite. Natural Hazards and Earth System Sciences, 6(5),     745-753.
Pulinets, S. A., Legen’ka, A. D., & Alekseev, V. A. (1994). Pre-earthquake ionospheric effects and their possible mechanisms. In H. Kikuchi (Ed.), Dusty and dirty plasmas, noise, and chaos in space and in the laboratory, 545-557, Springer. https://doi.org/10.1007/ 978-1-4615-1829-7_46
Pulinets, S. A., & Boyarchuk, K. A. (2004). Ionospheric Precursors of Earthquakes. Berlin, Springer, 315 p.
Pulinets, S., Ouzounov, D., Karelin, A., Boyarchuk, K., & Pokhmelnykh, L. (2006). The physical nature of thermal anomalies observed before strong earthquakes. Physics and Chemistry of the Earth, 31(4-9), 143-153.
Pulinets, S., & Ouzounov, D. (2011). Lithosphere-atmosphere-ionosphere coupling (LAIC) model-A unified concept for earthquake precursor validation. Journal of Asian Earth Sciences, 41, 371-382.
Pulinets, S., & Ouzounov, D. (2018). The Possibility of Earthquake Forecasting: Learning from Nature. Amsterdam: Elsevier.
Remsberg, E. E., Marshall, B. T., Garcia-Comas, M., Krueger, D., Lingenfelser, G. S., Martin-Torres, F. J., Mlynczak, M. G., Russell, J. M., Smith, A. K., & Zhao, Y. (2008). Assessment of the quality of the Version 1.07 temperature-versus-pressure profiles of the middle atmosphere from TIMED/SABER. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 113(D17), D17101.
Rozhnoi, A., Solovieva, M., Molchanov, O., Akentieva, O., Berthelier, J. J., Parrot, M., & Hayakawa, M. (2008). Statistical correlation of spectral broadening in VLF transmitter signal and low-frequency ionospheric turbulence from observation on DEMETER satellite. Natural Hazards and Earth System Sciences, 8(6), 1105-1111.
Rozhnoi, A., Solovieva, M., Parrot, M., Hayakawa, M., Biagi, P. F., & Schwingenschuh, K. (2012). Ionospheric turbulence from ground-based and satellite VLF/LF transmitter signal observations for the Simushir earthquake (November 15, 2006). Annals of Geophysics, 55(1), 83-91.
Shen, X. H., Zong, Q.-G., & Zhang, X. M. (2018a). Introduction to special section on the China Seismo-Electromagnetic Satellite and initial results. Earth and Planetary Physics, 2(6), 439-443.
Shen, X. H. (2018b). The state-of-the-art of the China Seismo-Electromagnetic Satellite mission. Science China Technological Sciences, 61, 634-642.
Surkov, V. V., & Hayakawa, M. (2014). Ultra and Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields. Tokyo: Springer.
Wang, Q., Cao, J. B., Fu, H. S., Dunlop, M., Zhou, G. C., & Wang, Z. Q. (2018). China Seismo‐Electromagnetic Satellite search coil magnetometer data and initial results. Earth and Planetary Physics, 2(6), 462–468.
Yang, B.-Y., Li, Z., Huang, J.-P., Yang, X.-M., Yin, H.-C., Li, Z.-Y., Lu, H.-X., Li, W.-J., Shen, X.-H., & Zeren, Z. (2023). EMD based statistical analysis of nighttime pre-earthquake ULF electric field disturbances observed by CSES. Frontiers in Astronomy and Space Sciences, 9, Article 1077592.
Yang, S.-S., Asano, T., & Hayakawa, M. (2019). Abnormal gravity wave activity in the stratosphere prior to the 2016 Kumamoto earthquakes. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 124(2), 1410-1425.
Yang, S.-S., & Hayakawa, M. (2020). Gravity wave activity in the stratosphere before the 2011 Tohoku earthquake as the mechanism of lithosphere-atmosphere-ionosphere coupling. Entropy, 22(1), 110.
Yang, D., Zhima, Z., Wang, Q., Huang, J., Wang, X., Zhang, Z., Zhao, S., Guo, F., Cheng, W., Lu, H., ... & Cao, J. (2022). Stability validation on the VLF waveform data of the China Seismo-Electromagnetic Satellite. Earth and Planetary Physics, 6(5), 455-464.
Zhima, Z., Zhou, B., Zhao, S., Wang, Q., Huang, J., Zeng, L., Lei, J., Chen, Y., Li, C., Yang, D., ... & Cao, J. (2022). Cross-calibration on the electromagnetic field detection payloads of the China Seismo-Electromagnetic Satellite. Science China Technological Sciences, 65(6), 1415-1426.

  • تاریخ دریافت 15 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 27 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 29 تیر 1404