Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование из космоса вариаций геофизических полей в сейсмоопасных регионах

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.740.11.0330
Организация
НИИ "АЭРОКОСМОС"
Руководитель работ
Бондур Валерий Григорьевич
Продолжительность работ
2009 - 2011, 26 мес.
Бюджетные средства
14,7 млн
Внебюджетные средства
3 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
07.07.2009 - 15.10.2009
Работы, проведенные на 1 этапе НИР, направлены на осуществление предварительных исследований с целью определения оптимальных вариантов выполнения работ для обеспечения решения задач исследования геофизических полей в сейсмоопасных регионах методами дистанционного зондирования.
Для этого в Разделе 1 отчета:
- Выполнен анализ сейсмичности земной поверхности, в котором описаны различные сейсмические зоны, выделены закономерности в географическом распределении землетрясений.
- Проанализированы современные представления о развитии сейсмического процесса, включая парадигму рассмотрения литосферы как сложной иерархической нелинейной диссипативной динамической системы. Рассмотрены признаки самоорганизации динамики сейсмического процесса, такие как локализация сейсмичности, упорядоченность характера подвижек в очагах, упорядоченность землетрясений по размерам, взаимодействие сейсмических событий, находящихся на соседних уровнях энергии, пространства и времени. Сейсмический процесс представлен как результат реологической неустойчивости геофизической среды, основанный на механизмах локализации неупругих деформаций, неустойчивости вязкопластического течения среды, деформирования дискретной геофизической среды и эффектах неустойчивости при деформировании сред с микроструктурой.
- Рассмотрены предвестники землетрясений и их проявления в различных геофизических полях. С использованием данных, приведенных в различных литературных источниках, проведена классификация предвестников землетрясений, рассмотрены некоторые методы их исследования и регистрации. Проанализированы следующие основные типы предвестников, проявляющиеся в аномалиях геофизических полей: сейсмологические, деформационные, геомагнитные, гравитационные, электромагнитные, ионосферные, геотермические, гидроакустические. Рассмотрены закономерности проявления этих предвестников.
- Рассмотрены физические механизмы проявления геофизических предвестников. Проведен анализ существующих физических моделей подготовки землетрясений.
- Проанализированы существующие методы прогнозирования сейсмических событий.
В Разделе 2 отчета осуществлен выбор направлений решения задач по исследованиям космическими методами аномалий геофизических полей, связанным с сейсмической активностью, в том числе:
- Проведен анализ дистанционных методов исследования аномалий ионосферы, основанных на использовании данных глобальных навигационных спутниковых систем. Сформулированы основные требования, предъявляемые к алгоритмам восстановления высотного распределения электронной концентрации ионосферы.
- Рассмотрены космические методы исследования геодинамических особенностей, связанных с сейсмической активностью, основанные на регистрации изменчивости систем линеаментов, выделяемых на спутниковых изображениях видимого, ИК и радио-диапазонов спектра электромагнитных волн, на использовании геомеханических моделей земной коры, на применении спутниковой радиолокационной интерферометрии.
- Проанализированы возможности использования данных дистанционного зондирования для регистрации аномалий тепловых полей при подготовке и протекании землетрясений.
Приведены примеры использования различных космических методов и средств для исследования геофизических полей в сейсмоопасных регионах.
В Разделе 3 отчета проведен анализ сейсмичности территории Российской Федерации, проанализированы современные космические средства и возможности их использования для анализа геофизических полей в сейсмоопасных регионах, выбраны тестовые участки в сейсмоопасных районах Российской Федерации для свершившихся сейсмических событий с магнитудой больше 5 за период с 2003 по 2009 год, осуществлен сбор, проведена систематизация и анализ оптических космических изображений, полученных спутниками TERRA и AQUA, радиолокационных космических изображений.
При выполнении 1 этапа НИР проведены патентные исследования, которые позволят обеспечить патентную чистоту, при разработке методов анализа геофизических полей в сейсмоопасных регионах по космическим данным.
Развернуть
2
16.10.2009 - 31.12.2009
Работы, выполненные на 2-м этапе НИР, направлены на разработку путей комплексных исследований космическими методами аномальных вариаций геофизических полей, связанных с сейсмической активностью.
Для этого в Разделе 1 настоящего отчета описаны возможные пути исследования из космоса особенностей вариаций параметров ионосферы, геодинамических характеристик и тепловых полей в период подготовки и протекания значительных сейсмических событий. Разработаны схемы проведения таких исследований.
В подразделе, описывающем пути исследования аномальных вариаций параметров ионосферы, рассмотрены возможности использования данных навигационных спутниковых систем для мониторинга состояния ионосферы в сейсмоопасных регионах.
Разработана обобщенная схема проведения исследований следующих параметров ионосферы:
- полного электронного содержания (ПЭС или TEC – total electron content) ионосферы;
- вертикальной изменчивости электронной концентрации ионосферы;
- максимальной электронной концентрации в слое F2 ионосферы.
Изложены технологические особенности реконструкции параметров ионосферы по данным анализа двухчастотных радиосигналов спутниковых навигационных систем с помощью программных пакетов:
- AERO, разработанного в Научном центре аэрокосмического мониторинга "АЭРОКОСМОС" под руководством В.Г. Бондура и В.М. Смирнова;
- GAMIT 10.2, разработанного в Массачусетском технологическом институте и BERN 4.2, созданного в астрономическом институте университета г. Берна.
Рассмотрена алгоритмическая реализация метода радиопросвечивания, основанного на учете зависимости характеристик принимаемых радиоволн от распределения электронной концентрации ионосферы, в программном пакете AERO, позволяющем восстанавливать вертикальные профили электронной концентрации на высотах 80-1000 км.
Рассмотрены процедуры получения и предварительной обработки многомерных временных рядов, содержащих значения полного электронного содержания (total electron content - TEC) в ионосфере в программном пакете GAMIT 10.2 и модифицированном программном пакете BERN 4.2. Рассмотрены методы дальнейшей обработки, включающей спектральный и вэйвлет (Wavelet) анализ, процедуры фильтрации и спектрально-временной анализ, которые проводятся с использованием программных пакетов SNDA, MATLAB, GMT, а также специально разработанных программ.
В подразделе, посвященном разработке путей исследования геодинамических особенностей сейсмоопасных территорий, проведен сравнительный анализ существующих методов исследований, таких как:
- метод линеаментного анализа космических изображений;
- метод построения геомеханических моделей;
- метод спутниковой радиоинтерферометрии;
- метод вибросейсмического мониторинга сейсмосигналов;
- метод регистрации гидрогеодеформационного поля;
- методы спутниковой геодезии.
На основании анализа преимуществ и недостатков каждого из этих методов, выбраны наиболее перспективные: метод линеаментного анализа космических изображений, метод построения геомеханических моделей сейсмоопасных регионов и метод радиоинтерферометрии, которые будут использоваться для проведения дальнейших исследований. Разработана обобщенная схема исследования геодинамических ососбенностей сейсмоопасных территорий.
Сформулированы особенности выделения систем линеаментов на космических изображениях, путем автоматизированного анализа. Показана взаимосвязь степени выраженности систем линеаментов на космических изображениях с сейсмогенными нарушениями. Предложены два наиболее перспективных пути развития метода линеаментного анализа космических изображений для исследований геодинамики сейсмоопасных территорий, которыми являются:
- анализ роз-диаграмм направленности систем линеаментов, регистрируемых на космических изображениях;
- анализ линеаментов разных направлений, регистрируемых по космическим изображениям.
Описаны технологические особенности линеаментного анализа с использованием программного пакета LESSA и его модификаций AZ_LESSA, ER_LESSA и WinLESSA. LESSA (Lineament Extraction and Stripe Statistical Analysis). Сформулированы требования к выбору исходных данных.
Для построения геомеханических моделей сейсмоактивных регионов проведен обзор задач геомеханики и рассмотрены вопросы моделирования напряженно-деформированного состояния земной коры в системе тектонических разломов.
Представлена схема формирования геомеханических моделей сейсмоопасных регионов. Перечислены входные данные, необходимые для построения 3-х мерных моделей, входные данные для определения внешних тектонических сил, а так же параметры, рассчитываемые с помощью геомеханической модели. Распределение данных параметров, рассчитанных в реальных геомеханических моделях, хорошо соответствует распределению реальной сейсмичности. Предложено два пути исследования динамики геомеханической модели.
Рассмотрены возможности использования методов спутниковой радиоинтерферометрии для исследования геодинамических характеристик сейсмоопасных регионов. Проанализированы особенности реализация метода радиолокационной интерферометрии. Сформулированы основные этапы обработки радиосигналов для построения цифровой модели рельефа.
В подразделе, посвященном разработке путей исследования тепловых полей в сейсмоопасных регионах, рассмотрены физические механизмы, объясняющие природу тепловых аномалий перед землетрясениями и показано, что при мониторинге сейсмоопасных территорий необходимо проводить исследования температуры земной поверхности, скрытой теплоты испарения, уходящего длинноволнового излучения и изменений температуры и влажности в приповерхностном слое атмосферы. Разработана схема проведения исследований тепловых полей с использованием космических средств.
Рассмотрены методические особенности получения данных для исследования тепловых аномалий с помощью программных пакетов ENVI и ScanEX Image Processor. Приведена технологическая схема обработки изображений в программном комплексе ENVI для получения тепловых карт. Рассмотрена возможность исследования тепловых аномалий с использованием готовых тематических продуктов, полученных по данным спутников TERRA, AQUA, NOAA.
Раздел 2 отчета по этапу № 2 НИР посвящен разработке плана проведения теоретических и экспериментальных исследований.
В этом разделе сформулированы цели проведения теоретических и экспериментальных исследований и основные задачи, решаемые при исследованиях геодинамических особенностей, ионосферных возмущений и тепловых полей в сейсмоопасных регионах.
Разработан подробный план проведения теоретических и экспериментальных исследований и перечислены планируемые научные результаты.
В Разделе 3 отчета осуществлен анализ и обобщение результатов исследований, проведенных на этапе №2 НИР
В Разделе 4 настоящего отчета проводится выбор тестовых участков для исследований геофизических полей в сейсмоопасных регионах мира, а также описаны результаты сбора, систематизации и анализа архивных космических данных на выбранные участки. Для этого проанализирована сейсмичность различных регионов земного шара и выделены наиболее сейсмоактивные регионы мира. Такими регионами являются: Южная Европа (Греция, Италия, Турция), Северная Америка (Калифорния и Аляска и Алеутские острова), Южная Америка (Перу, Чили), Азия (Китай, Индонезия, Япония, Пакистан, Иран) и Океания.
В соответствии с проведенным анализом сейсмоопасных регионов мира были выбраны свершившиеся сейсмические события с магнитудой М>5 за период с 2002 по 2009 год. Для выбранных сейсмических событий был осуществлен сбор, проведена систематизация и оценка информативности космических изображений, полученных спутниками TERRA, AQUA, IRS-1C, IRS-1D, а также данных, полученных спутниковой навигационной системой GPS.
Развернуть
3
01.01.2010 - 10.07.2010
Работы, выполненные на 3-м этапе НИР, направлены на проведение теоретических исследований аномальных вариаций геофизических полей, связанных с сейсмической активностью, по космическим данным и разработку учебно-методических материалов.
Для этого в Разделе 1 «Разработка методики комплексного анализа по космическим данным аномальных вариаций геофизических полей, связанных с активизацией сейсмической деятельности» описана разработанная методика комплексного анализа, основанная на методах исследования по космическим данным динамики тепловых полей, геодинамических особенностей и аномальных вариаций параметров ионосферы, связанных с сейсмической активностью. В этом разделе представлена обобщенная схема разработанной методики комплексного анализа различных геофизических полей, которая предусматривает проведение исследований на 4 уровнях. На 1-ом уровне осуществляется выявление потенциальных сейсмогенерирующих разломов методом линеаментного анализа космических изображений, построение стационарной геомеханической модели и оценка геодинамических процессов с использованием радиоинтерферометрии. На 2-ом этапе проводятся исследования динамики теплового поля земной поверхности и динамики 3-х мерной геомеханической модели. На 3-ем уровне исследуются скрытая теплота испарения и изменчивость температуры, влажности и давления в приземном слое атмосферы. На 4-ом уровне осуществляются исследования уходящего длинноволнового излучения и вариаций параметров ионосферы. Разрабатываемая методика позволит в дальнейшем осуществлять более точный прогноз готовящихся землетрясений и уменьшить количество ложных тревог, неизбежных при анализе только одного предвестника или группы предвестников землетрясений, имеющих одинаковую физическую природу.
В Разделе 2 «Разработка метода исследования из космоса геодинамических особенностей сейсмоопасных регионов» по этапу № 3 НИР представлены три разработанных метода исследования.
В подразделе, посвященном разработке метода построения геомеханических моделей сейсмоактивных регионов рассмотрена эволюция напряженно-деформированного состояния земной коры в системе тектонических разломов. Предложен механизм сейсмических циклов, основанный на использовании модели неустойчивости мягкого включения, необходимый для оценки времени повторяемости сильных землетрясений. На основе проведенных расчетов установлено, что модель неустойчивости мягкого включения адекватно отражает сейсмический процесс и ею можно пользоваться для оценки основных его параметров.
Далее определены входные данные для построения стационарной геомеханической модели исследуемого региона, такие как:
- космические изображения исследуемого региона, по которым определяется система линеаментов, связанная с тектонической разломной структурой земной коры;
- геологические данные о разломной структуре исследуемого региона, которыми дополняется полученная по космическим изображениям картина распределения линеаментов;
- данные о рельефе земной поверхности, которые во многом соответствуют внутреннему строению земной коры;
- данные о горизонтальной расслоенности земной коры, глубине и границе подстилающего основания;
- спутниковые GPS-данные, по которым строится пространственное распределение скоростей смещения земной поверхности.
Приведены два способа построения динамики геомеханической модели с использованием уже построенной стационарной модели и сформулированы теоретические предпосылки их использования.
В следующем подразделе, посвященном разработке метода выявления потенциальных сейсмогенерирующих разломов при помощи многоуровневого линеаментного анализа космических изображений, полученных в разных спектральных диапазонах, приведены теоретические обоснования возможности использования разрабатываемого метода.
Описаны основные этапы, необходимые для проведения исследований геодинамических особенностей сейсмоопасных регионов методом многоуровневого линеаментного анализа и приведена схема реализации разработанного метода многоуровневого автоматизированного линеаментного анализа.
В следующем подразделе представлена разработка метода исследований геодинамических процессов с использованием радиолокационной пространственной интерферометрии.
Рассмотрены способы получения интерферометрических данных, сформулированы требования к параметрам съемки поверхности. Проведен анализ зависимости временной и пространственной декорреляции интерферограмм от условий съемки и состояния природной среды. Рассмотрены программные средства, предназначенные для извлечения информации из данных дистанционного зондирования, полученных космическими радиолокаторами с синтезированной апертурой антенны. Разработана методология количественной оценки современной подвижности геоблоков по данным интерферометрической радиолокационной съемки.
В Разделе 3 «Разработка метода исследований из космоса аномалий теплового поля в сейсмоопасных регионах» описан метод исследований из космоса тепловых аномалий в сейсмоопасных регионах, основанный на комплексном анализе следующих тепловых полей:
- температуры земной поверхности;
- скрытой теплоты испарения;
- уходящего длинноволнового излучения.
В этом разделе рассмотрены особенности получения исходных данных, необходимых для исследований тепловых аномалий в сейсмоопасных регионах. Сформулированы основные этапы и представлена схема проведения исследований тепловых полей с использованием космических средств разработанным методом. Подробно рассмотрен процесс обработки на примере данных уходящего длинноволнового излучения (OLR), регистрируемого с помощью гиперспектрометра AIRS (КА AQUA).
В рамках предложенного метода возможен также анализ изменений температуры, влажности и давления в приповерхностном слое атмосферы.
В Разделе 4 «Разработка метода регистрации аномальных вариаций параметров ионосферы, связанных с сейсмической активностью, по данным навигационных спутниковых систем» рассмотрены особенности организации исследований вариаций ионосферы, связанных с сейсмической активностью, на основании метода радиопросвечивания. Предложена схема расположения пунктов наблюдения (GPS-станций), оптимальная для проведения исследований ионосферных предвестников землетрясений. Приведен алгоритм параметрической идентификации обратной задачи радиопросвечивания ионосферы.
Разработана схема автоматизированной системы обработки навигационных измерений, необходимая для эффективного мониторинга ионосферных аномалий.
Раздел 5 «Разработка учебно-методических материалов по применению разработанных методик». Методические указания по применению разработанных методик приведены в Томе 2. В первой теоретической части дается обзорный материал по разработанным методам исследования аномальных вариаций геофизических полей из космоса с кратким описанием их сути и преимуществ.
Во второй практической части рассматриваются алгоритмы реализации выработанных методик. К каждому из методов прилагается технологическая схема и даются краткие указания по последовательности осуществления каждого этапа разработанного метода. В конце разделов даются указания по применению разработанных методик в области исследования сейсмической активности.
В Разделе 6 «Анализ и обобщение результатов НИР по 3 этапу» проанализированы и обобщены результаты исследований, проведенных на этапе №3 НИР.
В Разделе 7 «Сбор и систематизация исходных космических изображений для проведения исследований геодинамических особенностей сейсмоопасных территорий» проводится выбор тестовых участков для исследований геодинамических особенностей в сейсмоопасных регионах, а также сбор, систематизация и анализ архивных космических данных на выбранные участки.
В соответствии с проведенным анализом сейсмоопасных регионов для исследований геодинамических особенностей сейсмоопасных территорий были выбраны следующие тестовые участки: территория Северного Кавказа и Предкавказье, Байкальская рифтовая зона, Камчатка, о.Сахалин, Калифорния.
Для выбранных сейсмических районов был осуществлен сбор, проведена систематизация и оценка информативности космических изображений, полученных спутниками TERRA и LANDSAT. Было собрано 151 изображение, полученное аппаратурой ETM+ (КА Landsat), 41 изображение, полученное аппаратурой MODIS (КА TERRA), общий объем собранных данных составил 45,5 Гб.
Развернуть
4
11.07.2010 - 31.12.2010
Работы, выполненные на 4-м этапе НИР, направлены на проведение экспериментальных исследований аномальных вариаций геофизических полей, связанных с сейсмической активностью, по космическим данным.
В Разделе 1 Промежуточного отчета «Проведение экспериментальных исследований космическими методами аномальных вариаций геофизических полей, связанных с сейсмической активностью» проводится сбор, систематизация и оценка информативности космических изображений, полученных аппаратурой MODIS со спутника TERRA в ИК-диапазоне, а также космических данных, полученных аппаратурой AIRS со спутника AQUA, которые в дальнейшем будут использоваться для исследования тепловых полей в сейсмоопасных регионах мира.
Приведены результаты сбора и систематизации космических данных, полученных для проведения исследований аномальных вариаций тепловых полей на территориях Мексики, Чили, Гаити, Индонезии (о.Суматра), о.Сахалин. Проанализирована сейсмическая активность этих регионов.
В Разделе 2 Промежуточного отчета проводится предварительная обработка космических данных, которые будут использоваться для проведения на следующем этапе НИР экспериментальных исследований аномальных вариаций геофизических полей, связанных с сейсмической активностью.
В рамках настоящего отчета проведена предварительная обработка данных и необходимые расчеты для исследования геодинамических особенностей сейсмоопасных регионов, тепловых аномалий и аномальных вариаций параметров ионосферы, связанных с сейсмической активностью.
Предварительная обработка исходных данных для выявления потенциальных сейсмогенерирующих разломов при помощи многоуровневого линеаментного анализа проведена для космических изображений, полученных со спутников LANDSAT (аппаратура ETM+), TERRA (аппаратура MODIS), IRS-1C, IRS-1D (аппаратура LISS) и включает в себя: контроль качества исходных изображений; оценку метеорологической обстановки; радиометрическую коррекцию; геометрическую коррекцию; сканирование исследуемой территории фрагментами изображений; выбор интересующих фрагментов.
В настоящем отчете представлена технология обработки данных, полученных аппаратурой MODIS (спутник TERRA), с использованием программного комплекса ENVI, а также технология обработки космических изображений, полученных со спутников «IRS-1C» и «IRS-1D», с использованием программного средства ScanMagic.
Приведены примеры результатов предварительной обработки космических данных для выбранных сейсмоопасных регионов. Общий объем обработанных данных для выявления потенциальных сейсмогенерирующих разломов при помощи многоуровневого линеаментного анализа космических изображений составил 39 Гб.
Представлена технология и результаты предварительной обработки данных GPS наблюдений координат наземных станций сейсмоактивных регионов, с целью максимального снижения влияния помех на точность оценок исследования их мгновенных скоростей для построения геомеханических моделей. Представлен алгоритм очищения данных от фликкер шума.
Для исследования геодинамических процессов с использованием радиолокационной пространственной интерферометрии проведена предварительная обработка 9 архивных изображений, отснятых радиолокатором PALSAR спутника ALOS и 34 архивных радиолокационных сцен, отснятых радиолокатором ASAR спутника ENVISAT. Всего обработано 43 сцены общим объемом ~ 20 Гб.
В настоящем отчете представлены технологии предварительной обработки космических изображений, полученных спектрорадиометром MODIS с использованием двух программных пакетов ENVI и ScanEx IMAGE Processor. Приведены примеры результатов предварительной обработки данных, полученных со спутников TERRA (MODIS) и AQUA (AIRS) для исследований из космоса аномалий тепловых полей в сейсмоопасных регионах.
Обработано 179 изображений (общий объем ~ 20 Гб), полученных аппаратурой MODIS для территории Калифорнии, Чили и Гаити, а также космические данные, полученные гиперспектрометром AIRS на территории Калифорнии, Мексики, Чили, Индонезии (о. Суматра), Пакистана, о. Сахалин, район Курило-Камчатской дуги, Кавказа, оз.Байкал, Калининградской области (общий объем ~ 80 Гб).
Проведена предварительная обработка данных, полученных с навигационных спутниковых систем GPS, для исследований аномальных вариаций параметров ионосферы, связанных с сейсмической активностью, включающая: преобразование формата данных; построение траекторий подионосферных точек; выбор спутников для мониторинга аномальных вариаций ионосферы.
Приведены результаты предварительной обработки данных, полученных с навигационных спутниковых систем GPS и построения траекторий подионосферных точек на территорию Мексики.
В ходе выполнения текущего этапа НИР была проведена предварительная обработка космических данных, результаты которой будут использованы при последующей тематической обработке для исследования вариаций геофизических полей, связанных с сейсмической активностью.
В Разделе 3 Промежуточного отчета проведен анализ и обобщение результатов НИР по 4 этапу.
Развернуть
5
01.01.2011 - 10.07.2011
Работы, выполненные на 5-м этапе НИР, направлены на обработку экспериментальных космических данных по регистрации аномальных вариаций геофизических полей, связанных с сейсмической активностью.
Для этого в Разделе 1 Промежуточного отчета проводится сбор, систематизация и обработка метеорологических данных, анализ которых в период подготовки и прохождения различных сейсмических событий показал, что в течение 7 дней перед землетрясением наблюдалось резкое повышение температуры воздуха, которое сопровождалось понижением влажности.Полученные результаты свидетельствуют о важности использования метеорологических параметров для исследований теплового поля земной поверхности в период подготовки и прохождения сейсмических событий.
В Разделе 2 Промежуточного отчета проводится тематическая обработка данных спутниковых навигационных систем, полученных с целью выявления аномальных вариаций параметров ионосферы. Получение результаты свидетельствуют об эффективности использования спутниковых навигационных систем для регистрации изменений состояния ионосферы в различных сейсмоопасных районах. Проанализированы, высотные профили электронной концентрации ионосферы, построенные по данным GPS-измерений для исследования землетрясений, произошедших на оз. Байкал 27 августа 2008 года (М=6.3), в районе Курильских островов 16 января 2009 года (М=7.4), в Пакистане 8 октября 2005 года (М=7.6), на о.Гаити 12 января 2010 года (М=7.0), в Чили 27 февраля 2010 года (М=8.8), в Мексике 4 апреля 2010 года (М=7.2), на побережье о. Суматра 12 сентября 2007 года (М=8.5).
Анализ полученных результатов позволил выявить наличие закономерности в изменении электронной концентрации перед землетрясениями. Отчетливо прослеживается рост электронной концентрации за 3-5 суток и ее резкое уменьшение за 1-3 суток до землетрясения. Эта закономерность наиболее четко проявилась для сильного землетрясения, произошедшего в Пакистане 8 октября 2005г (М=7.6). Падение электронной концентрации за два дня до землетрясения по данным, полученным со станции SELE (GPS-спутник №6) составило более 50%.
Полученные результаты подтверждают, что аномальные вариации электронной концентрации при спокойной геомагнитной обстановке свидетельствуют о подготовке сейсмического события в исследуемых сейсмоопасных регионах. Что дает возможность проведения непрерывного мониторинга ионосферы с целью краткосрочного прогнозирования сильных землетрясений (М>5).
В Разделе 3 Промежуточного отчета проведена тематическая обработка космических изображений, полученных со спутников LANDSAT (аппаратура ETM+), TERRA (аппаратура MODIS), IRS-1C, IRS-1D (аппаратура LISS), ALOS (радиолокатор PALSAR) и SPOT-4 для выявления аномальных особенностей геодинамики, связанных с сейсмической активностью.
Тематическая обработка космических изображений для выявления аномальных особенностей геодинамики, связанных с сейсмической активностью, проводилась с использованием трех методов, разработанных на 3-м этапе НИР, в том числе: метода выявления потенциальных сейсмогенерирующих разломов при помощи многоуровневого линеаментного анализа космических изображений; метода спутниковой радиоинтерферометрии для исследования геодинамических особенностей сейсмоопасных территорий методом; метода, основанного на построении геомеханических моделей сейсмоактивных регионов.
С использованием метода выявления потенциальных сейсмогенерирующих разломов при помощи многоуровневого линеаментного анализа космических изображений проанализированы особенности сейсмичности и геологического строения земной коры сейсмоопасных территорий Северного Кавказа и Предкавказья, Байкальской рифтовой зоны, Камчатки, Сахалина и Калифорнии (США).
Построены карты систем линеаментов для сейсмооопасной территории Турции путем обработки космических изображений, полученных аппаратурой LISS (спутники IRS-1C, IRS-1D).
В подразделе, посвященном исследованию геодинамики сейсмоопасных территорий методом спутниковой радиоинтерферометрии, приведены результаты тематической обработки космических данных для исследования геодинамики Байкальского рифта. В качестве индикатора геотектонических и сейсмических процессов использовался ледовый покров озера Байкал. Полученные результаты подтвердили эффективность радарной интерферометрии для решения задачи мониторинга геодинамических процессов сейсмоопасных территорий.
На примере территории Южной Калифорнии проведена тематическая обработки данных для построения геомеханических моделей сейсмоактивных регионов. Для этого выполнялись расчеты вариаций напряженно-деформированного состояния вызванного сейсмическим процессом в Южной Калифорнии в июне-июле 2010г. Анализ полученных результатов показал, что за 6 дней до землетрясения, зафиксированного на территории Южной Калифорнии 7 июля 2010 года (М=5.4), в районе эпицентра на глубинах от поверхности до 30км (слои L1, L2, L3) напряженное состояние земной коры приблизилось к пределу прочности, что свидетельствует о готовящемся сейсмическом событие.
В Разделе 4 Промежуточного отчета проведена тематическая обработка космических изображений, полученных со спутников AQUA (аппаратура AIRS) и NOAA (AVHRR) для выявления аномальных особенностей тепловых полей связанных с активизацией сейсмической деятельности. По результатам проведенной тематической обработки установлено что: интенсивность и площадь тепловых аномалий существенно колеблется в период подготовки землетрясения; повышение температуры земной поверхности проявлялось в среднем за 7-9 дней до землетрясения; аномалии приповерхностного слоя атмосферы появлялись за 8-12 дней до сейсмических событий; появление аномалий скрытого потока тепла зафиксировано за 5-10 дней до землетрясения; аномалии уходящего длинноволнового излучения в эпицентральной области выявлены за 12-14 дней до землетрясений. Полученные результаты свидетельствуют о возможности использования аномалий тепловых полей в качестве краткосрочного предвестника значительных сейсмических событий.
Разделе 5 Промежуточного отчета посвящен созданию каталога экспериментальных данных по аномальным вариациям геофизических полей. По результатам тематической обработки космической информации для регистрации аномальных вариаций геофизических полей, связанных с сейсмической активностью, был сформирован каталог экспериментальных данных, содержащий атрибутивную информацию об исходных космических данных, визуальный пример результатов тематической обработки и ссылку на раздел отчета, в котором они описаны и проанализированы.
В Разделе 6 Промежуточного отчета проведены дополнительные патентные исследования, которые позволяют обеспечить патентную чистоту, при разработке методов анализа геофизических полей в сейсмоопасных регионах по космическим данным.
В Разделе 7 Промежуточного отчета проведен анализ и обобщение результатов НИР по 5 этапу.
Развернуть
6
11.07.2011 - 01.09.2011
1. Проведен совместный анализ и обобщение результатов исследований аномальных вариаций геодинамики, тепловых полей, параметров ионосферы в сейсмоактивных районах.
2. Проведена оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
3. Уточнена разработанная методика комплексного анализа аномальных вариаций геофизических полей по космическим данным, связанных с сейсмической активностью.
4. Разработана программа внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
5. Выполнен анализ и обобщение результатов НИР.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2012 - 2013, 12 мес.
Бюджетные средства
0,58 млн
профинансировано
Тема
Разработка ЭОР НП «История освоения космоса Россией»
Продолжительность работ
2011 - 2012, 12 мес.
Бюджетные средства
19 млн
Количество заявок
1
Тема
Создание телевизионного документального фильма (44 минуты) об освоении космоса (к 50-летию первого полёта человека в космос)
Продолжительность работ
2010, 2 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
2
Тема
«Организационно-техническое обеспечение проведения всероссийской конференции «Первые в космосе разных стран»»
Продолжительность работ
2011, 5 мес.
Бюджетные средства
1,5 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка помехоустойчивых методов выявления предвестников землетрясений на основе регистрации и анализа вариаций физических полей в глубоких и сверхглубоких скважинах
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
3
Тема
Научно-методическое и организационно-техническое обеспечение проведения 17-го Международного симпозиума «Человек в космосе» и 14-ой международной конференции по телемедицине.
Продолжительность работ
2009, 5 мес.
Бюджетные средства
0,7 млн
Количество заявок
1