Physics of auroral phenomena : proceedings of the 34th Annual seminar, Apatity, 01 - 04 March, 2011 / [ed.: A. G. Yahnin, A. A. Mochalov]. - Апатиты : Издательство Кольского научного центра РАН, 2011. - 231 с. : ил.

Возмущения в полном электронном содержании ионосферы перед землетрясением в Гаити 12января 2010 г.: наблюдения и моделирование Намгаладзе [2007] предложил в качестве возможного физического механизма формирования таких аномальных вариаций ПЭС вертикальный электромагнитный [Е х В] дрейф ионосферной плазмы Р2-слоя под воздействием зонального электрического поля сейсмического происхождения. Наблюдения Геомагнитная ситуация 1-12 января 2010 г. была спокойная, т.е. наблюдавшиеся возмущения в ПЭС ионосферы не являлись следствием геомагнитной активности. Мы рассчитали карты отклонений ПЭС от невозмущенного состояния с использованием глобальных двухчасовых карт ПЭМ [Dow et al, 2009]. Фоновые значения определялись как скользящее среднее за период 7 дней до рассчитываемого момента, с группировкой усредняемых значений по моментам местного времени MLT. На рис. 1 представлены рассчитанные дифференциальные региональные карты отклонений ПЭС. Из них следует: повышенные значения ПЭС наблюдались 06-14UT 9 января 2010 г , 12-14UT 10 января, 08-16UT 11 января и 04-10UT 12 января 2010 г. Величина положительных возмущений составила более 50% по сравнению с фоном. Эти увеличения были локализованы в эпицентральной области и магнитосопряженной к ней. Амплитуда аномалии в магнитосопряженной области была существенно больше, чем в эпицентре. Наблюдались также слабые (около 15%) отрицательные возмущения, расположенные западнее и экваториальнее областей повышенного ПЭС. Существование аномалий ограничено ночным, утренним и вечерним временем. Приближение терминатора и подсолнечной точки, т. е. приход освещенной хорошо проводящей ионосферы, приводил к смещению аномалий в затенённую область и их последующему уничтожению. Численный эксперимент Для воспроизведения наблюдавшихся возмущений ПЭС использовалась численная модель верхней атмосферы Земли UAM (Upper Atmosphere Model) [Namgaladze et a l, 1988, 1991, 1998a, 1998b]. Ранее мы моделировали эффекты сейсмогенных электрических полей путем наложения дополнительных электрических потенциалов на границах эпицентральной области на решение уравнения для электрического потенциала модели UAM [Намгаладзе и др , 2009; Zolotov et a l, 2008]. Однако более физически обоснованным представляется задание стороннего тока, например, аналогично Sorokin et al. [2005, 2007]. Физическая природа этого тока —вертикальный конвективный перенос заряженных аэрозолей, формируемых при дополнительной ионизации приземного воздуха радиоактивным излучением эманирующего над разломами радона. В работе [Freund, 2011] предложен другой механизм формирования стороннего электрического тока — за счет ионизации приземного слоя атмосферы электрическим полем, порожденным в результате выхода на поверхность носителей зарядов, так называемых «положительных дыр», под действием сдавливания сближающихся плит. Ф. Фройнд считает этот механизм более эффективным источником ионизации, чем действие радона, способным создавать вертикальный ток 10-100 А/км2, что на 7-8 порядков превышает обычный ток “хорошей погоды” между Землей и ионосферой (1-3 пА/м2). В настоящей работе вертикальный ток, текущий между нижней атмосферой и ионосферой, задавался величиной 2-10"8А/м'2 на площадке 200 км х 4000 км в постоянном режиме в течение модельных суток. Результаты моделирования представлены на рис. 2. Обсуждение и выводы Из рис. 1-2 следует: результаты моделирования со сторонним электрическим током, текущим между нижней атмосферой и ионосферой из-за изменения проводимости нижележащего атмосферного столба, воспроизводят основные наблюдавшиеся особенности вариаций ПЭС. Как в наблюдениях, так и в модельном случае: (1) существуют области повышенной электронной концентрации, локализованные вблизи эпицентра. (2) Есть магнитная сопряженность эффектов. (3) Возмущения ПЭС в магнитосопряженной области сильнее, чем в эпицентральной. (4) Магнитуда положительных возмущений достигает 50% и более. (5) Присутствуют области пониженных значений ПЭС, расположенные западнее и экваториальные положительных возмущений. (6) Приход терминатора и освещенной хорошо проводящей ионосферы приводит к смещению и последующей полной деструкции аномалий как в эпицентре, так и в магнитосопряженной точке. (7) Аномалии отсутствуют в околополуденные часы, времена их жизни согласуются с исследованием [Akhoondzadeh and Saradjian, 2011]. Морфологические характеристики согласуются с работой [Пулинец и Цыбуля, 2010]. При этом имеется ряд различий между наблюдениями и модельными расчетами: (1) модельные расчеты занижают величину аномалии в северном полушарии и завышают в южном по сравнению с наблюдениями. (2) Отрицательные возмущения в модельном случае по магнитуде больше, чем в наблюдениях. (3) Площадь, занимаемая областями повышенного ПЭС в модельном случае меньше, чем в наблюдениях. (4) Форма изолиний и величина возмущений в модельном случае и наблюдениях 171