Расширенный поиск
Датчик напряженности атмосферного электрического поля для полевых натурных геофизических наблюдений
ГО “Борок”, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 59
Номер: 1
Год: 2023
Страницы: 5–20
УДК: 550.8.08
DOI: 10.21455/ si2023.1-1
Показать библиографическую ссылку
Анисимов С.В., Афиногенов К.В., Галиченко С.В. Датчик напряженности атмосферного электрического поля для полевых натурных геофизических наблюдений
// Сейсмические приборы. 2023. Т. 59. № 1. С. 5–20. DOI: 10.21455/ si2023.1-1
@article{АнисимовДатчик2023,
author = "Анисимов, С. В. and Афиногенов, К. В. and Галиченко, С. В.",
title = "Датчик напряженности атмосферного электрического поля для полевых натурных геофизических наблюдений
",
journal = "Сейсмические приборы",
year = 2023,
volume = "59",
number = "1",
pages = "5–20",
doi = "10.21455/ si2023.1-1",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Ключевые слова: сейсмические предвестники, атмосферное электрическое поле, виброротационный флюкс-метр, геофизические наблюдения
Аннотация: Представлены результаты аналитической и аппаратной разработки датчика напряжённо-сти атмосферного электрического поля – виброротационного флюксметра, предназначен-ного для длительной работы в полевых условиях натурных геофизических наблюдений. Проведен теоретический анализ генераторного метода измерения, основанного на механической модуляции экспонированной площади детектирующей пластины. Описаны схемотехнические решения, общее устройство и алгоритмы функционирования аппаратного и программного обеспечения датчика. По материалам разработки изготовлены опытные образцы датчиков. Приведены технические характеристики и рекомендации по применению приборов. Датчики испытаны в лабораторных условиях и в ходе полевых натурных наблюдений электричества атмосферного пограничного слоя.
Список литературы: Анисимов С.В., Афиногенов К.В., Гурьев А.В. Аппаратная платформа аэростатных аэро-электрических наблюдений // Научное приборостроение. 2017. Т. 27, № 1. С.24–28. https://doi.org/10.18358/np-27-1-i2428
Городюк В.П., Шварц Я.М. Усовершенствование датчиков напряженности электрического поля атмосферы // Труды ГГО. 1986. Вып. 498. С.13–16.
ван дер Зил А. Шумы при измерениях. М.: Мир, 1979. 286 с.
Имянитов И.М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. М.: Гостехиз-дат, 1957. 483 с.
Корсунова Л.П., Хегай В.В., Михайлов Ю.М., Смирнов С.Э. Закономерности в проявлении предвестников землетрясений в ионосфере и приземных атмосферных электрических полях на Камчатке // Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53, № 2. С.239–246. https://doi.org/10.7868/S0016794013020089
Липеровский В.А., Умарходжаев Р.М., Михайлин В.В., Богданов В.В., Мальцев С.А., Липе-ровская Е.В., Кайсин А.В., Лексина Е.Г. Метод поиска предвестников землетрясений на основе дистанционной регистрации локальных электрических полей в атмосфере // Сейсмические приборы. 2009. Т. 45, № 4. С.58–68.
Руленко О.П. Оперативные предвестники землетрясений в электричестве приземной атмо-сферы // Вулканология и сейсмология. 2000. № 4. С.57–68.
Смирнов С.Э., Михайлова Г.А., Михайлов Ю.М., Капустина О.В. Эффекты сильных земле-трясений в вариациях электрических и метеорологических величин в приземной атмо-сфере на Камчатке // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57, № 5. С.656–663. https://doi.org/10.7868/S0016794017050170
Таммет Х.Ф. К теории измерения напряженности атмосферного электрического поля // Ученые записки Тартуского государственного университета. 1970. Вып. 240. С.140–156.
Anisimov S.V., Galichenko S.V., Prokhorchuk A.A, Aphinogenov K.V., Kozmina A.S. Turbulent electric current in the marine convective atmospheric boundary layer // Atmos. Res. 2019. V. 228. P.86–94. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2019.05.014
Anisimov S.V., Galichenko S.V., Aphinogenov K.V., Klimanova E.V., Prokhorchuk A.A, Kozmina A.S., Guriev A.V. Mid-latitude atmospheric boundary layer electricity: A study by using a tethered balloon platform // Atmos. Res. 2021. V. 250. Art. 105355. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105355
Anisimov S.V., Galichenko S.V., Prokhorchuk A.A, Aphinogenov K.V. On the ratio of the com-ponents of the atmospheric vertical electric current density in fair weather // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2022. V. 1040. Art. 012026. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1040/1/012026
Chen T., Wu H., Zhang X.-X., Wang C., Jin X.-B., Ma Q.-M., Xu J.-Y., Duan S.-P., He Z.-H., Li H., Xiao S.-G., Wang X.-Z., Shen X.-H., Guo Q., Roth I., Makhmutov V.S., Liu Y., Luo J., Jiang X.-J., Dai L., Peng X.-D., Hu X., Li L., Zeng C., Song J.-J., Xiao F., Guo J.-G., Wang C., Cui H.-Y., Li C., Sun Q. The near surface vertical atmospheric electric field abnormality could be as a promising imminent precursor of major earthquakes // arXiv:2002.08607v1 [physics.geo-ph]. 2020. https://doi.org/10.48550/arXiv.2002.08607
Choudhury A., Guha A., De B.K., Roy R. A statistical study on precursory effects of earthquakes observed through the atmospheric vertical electric field in northeast India // Ann. Geophys. 2013. V. 56, N 3. Art. R0331. https://doi.org/10.4401/ag-6235
Freund F. Time-resolved study of charge generation and propagation in igneous rocks // J. Ge-ophys. Res. 2000. V. 105, Iss. B5. P.11001–11019. https://doi.org/10.1029/1999JB900423
Ghosh D., Deb A., Sengupta R. Anomalous radon emission as a precursor of earthquake // J. Appl. Geophys. 2009. V. 69, Iss. 2. P.67–81. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2009.06.001
Han R., Cai M., Chen M., Yang T., Xu L., Xia Q., Jia X., Han J. Preliminary study on the gener-ating mechanism of the atmospheric vertical electric field before earthquakes // Appl. Sci. 2022. V. 12, Iss. 14. Art. 6896. 13 p. https://doi.org/10.3390/app12146896
Hao J., Tang T., Li D. A kind of information on short-term and imminent earthquake precursors – Research on atmospheric electric field anomalies before earthquakes // Acta Seismol. Sin. 1998. V. 11, Iss. 1. P.121–131. https://doi.org/10.1007/BF02650462
Hao J., Tang T., Li D. Progress in the research on atmospheric electric field anomaly as an index for short-impending prediction of earthquakes // J. Earthq. Predict. Res. 2000. V. 8, N 3. P. 241–255.
Hobara Y., Watanabe M., Miyajima R., Kikuchi H., Tsuda T., Hayakawa M. On the spatio-temporal dependence of anomalies in the atmospheric electric field just around the time of earthquakes // Atmosphere. 2022. V. 13, Iss. 10. Art. 1619. 16 p. https://doi.org/10.3390/atmos13101619
Jin X., Zhang L., Bu J., Qiu G., Ma L., Liu Ch., Li Y. Discussion on anomaly of atmospheric electrostatic field in Wenchuan MS 8.0 earthquake // J. Electrostatics. 2020. V. 104. Art. 103423. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2020.103423
Jin X., Bu J., Zhang L., Tian J., Wu X., Qiu G., Ma L., Chen Zh., Xu B., Zhang L. The relation-ship between atmospheric potential gradient descent along with negative potential anomalies and earthquake precursors // Arab. J. Geosci. 2021. V. 14. Art. 1335. https://doi.org/10.1007/s12517-021-07527-z
Kachakhidze N., Kachakhidze M., Kereselidze Z., Ramishvili G. Specific variations of the at-mospheric electric field potential gradient as a possible precursor of Caucasus earthquakes // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2009. V. 9, Iss. 4. P. 1221–1226. https://doi.org/10.5194/nhess-9-1221-2009
Mizuno A., Takashima K. Continuous measurement of current in air and possible relation with intense earthquake // J. Electrostatics. 2013. V. 71, Iss. 3. P.529–532. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2012.11.015
Omori Y., Yasuoka Y., Nagahama H., Kawada Y., Ishikawa T., Tokonami S., Shinogi M. Anoma-lous radon emanation linked to preseismic electromagnetic phenomena // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2007. V. 7, Iss. 5. P.629–635. https://doi.org/10.5194/nhess-7-629-2007
Smirnov S. Negative anomalies of the Earth’s electric field as earthquake precursors // Geosci-ences. 2020. V. 10, Iss. 1. Art. 10. 7 p. https://doi.org/10.3390/geosciences10010010
Tarakçı M., Harmanşah C., Saç M.M., İçhedef M. Investigation of the relationships between seismic activities and radon level in Western Turkey // Appl. Rad. Isotopes. 2014. V. 83, Part A. P.12–17. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2013.10.008
Uyeda S., Nagao T., Kamogawa M. Short-term earthquake prediction: Current status of electro-magnetics // Tectonophysics. 2009. V. 470, Iss. 3–4. P.205–213. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2008.07.019
Городюк В.П., Шварц Я.М. Усовершенствование датчиков напряженности электрического поля атмосферы // Труды ГГО. 1986. Вып. 498. С.13–16.
ван дер Зил А. Шумы при измерениях. М.: Мир, 1979. 286 с.
Имянитов И.М. Приборы и методы для изучения электричества атмосферы. М.: Гостехиз-дат, 1957. 483 с.
Корсунова Л.П., Хегай В.В., Михайлов Ю.М., Смирнов С.Э. Закономерности в проявлении предвестников землетрясений в ионосфере и приземных атмосферных электрических полях на Камчатке // Геомагнетизм и аэрономия. 2013. Т. 53, № 2. С.239–246. https://doi.org/10.7868/S0016794013020089
Липеровский В.А., Умарходжаев Р.М., Михайлин В.В., Богданов В.В., Мальцев С.А., Липе-ровская Е.В., Кайсин А.В., Лексина Е.Г. Метод поиска предвестников землетрясений на основе дистанционной регистрации локальных электрических полей в атмосфере // Сейсмические приборы. 2009. Т. 45, № 4. С.58–68.
Руленко О.П. Оперативные предвестники землетрясений в электричестве приземной атмо-сферы // Вулканология и сейсмология. 2000. № 4. С.57–68.
Смирнов С.Э., Михайлова Г.А., Михайлов Ю.М., Капустина О.В. Эффекты сильных земле-трясений в вариациях электрических и метеорологических величин в приземной атмо-сфере на Камчатке // Геомагнетизм и аэрономия. 2017. Т. 57, № 5. С.656–663. https://doi.org/10.7868/S0016794017050170
Таммет Х.Ф. К теории измерения напряженности атмосферного электрического поля // Ученые записки Тартуского государственного университета. 1970. Вып. 240. С.140–156.
Anisimov S.V., Galichenko S.V., Prokhorchuk A.A, Aphinogenov K.V., Kozmina A.S. Turbulent electric current in the marine convective atmospheric boundary layer // Atmos. Res. 2019. V. 228. P.86–94. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2019.05.014
Anisimov S.V., Galichenko S.V., Aphinogenov K.V., Klimanova E.V., Prokhorchuk A.A, Kozmina A.S., Guriev A.V. Mid-latitude atmospheric boundary layer electricity: A study by using a tethered balloon platform // Atmos. Res. 2021. V. 250. Art. 105355. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105355
Anisimov S.V., Galichenko S.V., Prokhorchuk A.A, Aphinogenov K.V. On the ratio of the com-ponents of the atmospheric vertical electric current density in fair weather // IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2022. V. 1040. Art. 012026. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1040/1/012026
Chen T., Wu H., Zhang X.-X., Wang C., Jin X.-B., Ma Q.-M., Xu J.-Y., Duan S.-P., He Z.-H., Li H., Xiao S.-G., Wang X.-Z., Shen X.-H., Guo Q., Roth I., Makhmutov V.S., Liu Y., Luo J., Jiang X.-J., Dai L., Peng X.-D., Hu X., Li L., Zeng C., Song J.-J., Xiao F., Guo J.-G., Wang C., Cui H.-Y., Li C., Sun Q. The near surface vertical atmospheric electric field abnormality could be as a promising imminent precursor of major earthquakes // arXiv:2002.08607v1 [physics.geo-ph]. 2020. https://doi.org/10.48550/arXiv.2002.08607
Choudhury A., Guha A., De B.K., Roy R. A statistical study on precursory effects of earthquakes observed through the atmospheric vertical electric field in northeast India // Ann. Geophys. 2013. V. 56, N 3. Art. R0331. https://doi.org/10.4401/ag-6235
Freund F. Time-resolved study of charge generation and propagation in igneous rocks // J. Ge-ophys. Res. 2000. V. 105, Iss. B5. P.11001–11019. https://doi.org/10.1029/1999JB900423
Ghosh D., Deb A., Sengupta R. Anomalous radon emission as a precursor of earthquake // J. Appl. Geophys. 2009. V. 69, Iss. 2. P.67–81. https://doi.org/10.1016/j.jappgeo.2009.06.001
Han R., Cai M., Chen M., Yang T., Xu L., Xia Q., Jia X., Han J. Preliminary study on the gener-ating mechanism of the atmospheric vertical electric field before earthquakes // Appl. Sci. 2022. V. 12, Iss. 14. Art. 6896. 13 p. https://doi.org/10.3390/app12146896
Hao J., Tang T., Li D. A kind of information on short-term and imminent earthquake precursors – Research on atmospheric electric field anomalies before earthquakes // Acta Seismol. Sin. 1998. V. 11, Iss. 1. P.121–131. https://doi.org/10.1007/BF02650462
Hao J., Tang T., Li D. Progress in the research on atmospheric electric field anomaly as an index for short-impending prediction of earthquakes // J. Earthq. Predict. Res. 2000. V. 8, N 3. P. 241–255.
Hobara Y., Watanabe M., Miyajima R., Kikuchi H., Tsuda T., Hayakawa M. On the spatio-temporal dependence of anomalies in the atmospheric electric field just around the time of earthquakes // Atmosphere. 2022. V. 13, Iss. 10. Art. 1619. 16 p. https://doi.org/10.3390/atmos13101619
Jin X., Zhang L., Bu J., Qiu G., Ma L., Liu Ch., Li Y. Discussion on anomaly of atmospheric electrostatic field in Wenchuan MS 8.0 earthquake // J. Electrostatics. 2020. V. 104. Art. 103423. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2020.103423
Jin X., Bu J., Zhang L., Tian J., Wu X., Qiu G., Ma L., Chen Zh., Xu B., Zhang L. The relation-ship between atmospheric potential gradient descent along with negative potential anomalies and earthquake precursors // Arab. J. Geosci. 2021. V. 14. Art. 1335. https://doi.org/10.1007/s12517-021-07527-z
Kachakhidze N., Kachakhidze M., Kereselidze Z., Ramishvili G. Specific variations of the at-mospheric electric field potential gradient as a possible precursor of Caucasus earthquakes // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2009. V. 9, Iss. 4. P. 1221–1226. https://doi.org/10.5194/nhess-9-1221-2009
Mizuno A., Takashima K. Continuous measurement of current in air and possible relation with intense earthquake // J. Electrostatics. 2013. V. 71, Iss. 3. P.529–532. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2012.11.015
Omori Y., Yasuoka Y., Nagahama H., Kawada Y., Ishikawa T., Tokonami S., Shinogi M. Anoma-lous radon emanation linked to preseismic electromagnetic phenomena // Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 2007. V. 7, Iss. 5. P.629–635. https://doi.org/10.5194/nhess-7-629-2007
Smirnov S. Negative anomalies of the Earth’s electric field as earthquake precursors // Geosci-ences. 2020. V. 10, Iss. 1. Art. 10. 7 p. https://doi.org/10.3390/geosciences10010010
Tarakçı M., Harmanşah C., Saç M.M., İçhedef M. Investigation of the relationships between seismic activities and radon level in Western Turkey // Appl. Rad. Isotopes. 2014. V. 83, Part A. P.12–17. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2013.10.008
Uyeda S., Nagao T., Kamogawa M. Short-term earthquake prediction: Current status of electro-magnetics // Tectonophysics. 2009. V. 470, Iss. 3–4. P.205–213. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2008.07.019
