Обзор станций мониторинга резонанса Шумана

Станция Томского Государственного Университета (РФ)
Станция Лехта (РФ)
Станция West Greenwich (США)
Станции Hollister и Parkfield (США)
Станция Moshiri (Япония)
Станция Модраской обсерваториии (Словакия)
Станция Nagycenk (Венгрия)
Станции Университета Иоаннина (Греция)
Станция Mitzpe Ramon (Израиль)
Станция Мартовая (Украина)
Полярные станции
Прочие станции

 

Станция Томского Государственного Университета.

[наверх]

Данная станция функционирует с 1997 года и является частью станции комплексного электромагнитного мониторинга. Она расположена в с. Коларово, находящемся в 17 км от г. Томска, и оснащена трехкомпонентным магнитометром на базе индуктивных датчиков LEMI. Основное назначение станции - изучение закономерностей параметров резонанса Шумана, а также мониторинг электромагнитной обстановки, в т.ч. для исследования ее влияния на жизнедеятельности биологических объектов.

Станция предоставляет для всеобщего пользования в режиме он-лайн данные о текущих параметрах резонанса Шумана. Данные публикуются на сайте Space Observing System и включают спектрограмму, а также частоты, амплитуды и добротности первых четырех мод. На рис.D.1 эти данные представлены в сгруппированном синхронизированном виде, что позволяет увидеть общие закономерности изменения различных параметров.

 

ОТСУТСТВУЕТ ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СЕРВЕРУ НЕМНОГО ПОДОЖДИТЕ ИЛИ ПОВТОРИТЕ ПОПЫТКУ ЧЕРЕЗ НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ

ОТСУТСТВУЕТ ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СЕРВЕРУ НЕМНОГО ПОДОЖДИТЕ ИЛИ ПОВТОРИТЕ ПОПЫТКУ ЧЕРЕЗ НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ

ОТСУТСТВУЕТ ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СЕРВЕРУ НЕМНОГО ПОДОЖДИТЕ ИЛИ ПОВТОРИТЕ ПОПЫТКУ ЧЕРЕЗ НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ

ОТСУТСТВУЕТ ПОДКЛЮЧЕНИЕ К СЕРВЕРУ НЕМНОГО ПОДОЖДИТЕ ИЛИ ПОВТОРИТЕ ПОПЫТКУ ЧЕРЕЗ НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ

 

Рис.D.1. Данные станции мониторинга Томского Государственного Университета (РФ)

Верхний кадр - спектрограмма, F - частоты, A - амплитуды, Q - добротности.
Для просмотра в увеличенном масштабе наведите курсор мыши на нужный кадр, нажмите правую кнопку и выберите опцию «открыть изображение».

Публикация архивных данных мониторинга не предусмотрена. Сведения об алгоритмах и параметрах обработки сигналов также не освещаются. На момент написания данного обзора станция Томского Государственного Университета является единственной в мире официальной станцией мониторинга, предоставляющей текущие данные резонанса Шумана в режиме он-лайн.

Избранные публикации по проведенным исследованиям:

 

• А.А.Деревянных, С.А.Колесник. Сезонно-суточные закономерности параметров шумановских резонансов в разных регионах Земли. Известия ВУЗов, Физика, т.55, N8, 2012 г..

 

Станция Лехта (РФ)

[наверх]

Геофизическая станция «Лехта» входит в структуру отдела геомагнитных исследований Санкт-Петербургского отделения ИЗМИРАН. Расположена в с.Лехта Республики Карелия, в 350 км севернее Петрозаводска. Обеспечивает измерение вертикальной электрической и двух горизонтальных магнитных компонент в диапазоне частот 4 - 40 Гц. Предназначена для исследования электромагнитной обстановки и распространения радиоволн. Данные в открытом доступе не предоставляются.

Рис. D.2. Станция «Лехта»

Слева - здание станции, в центре - географическое расположение, справа - структурная схема начального этапа

Источники иллюстраций - сайт Санкт-Петербургского филиала ИЗМИРАН и публикации, перечисленные ниже в списке избранных.

Географическое расположение станции весьма благоприятно с позиций исследования глобальной грозовой активности, а именно:

· станция находится на значительном удаление от источников антропогенных помех;

· географическая широта обеспечивает минимум помех от локальных гроз;

· азимуты направлений на глобальные центры грозовой активности ортогональны, что облегчает пеленгацию грозовых разрядов.

По указанным причинам станция активно использовалась в качестве источника данных для исследования глобальной грозовой активности, в т.ч. как автономного, так и в связке со станциями West Greenwich (США) и Moshiri (Япония).

Избранные публикации по проведенным исследованиям:

 

• G.G.Belyaev, A.Yu.Schekotov, A.V.Shvets, A.P.Nickolaenko. Schumann resonances observed using Poynting vector spectra.

• A.P.Nickolaenko, E.I.Yatsevich, A.V.Shvets, M.Hayakawa, Y.Hobara. Schumann-resonance records at three observatories and ULF universal- and local-time variations.

 

Станция West Greenwich (США)

[наверх]

Станция принадлежит Массачуссетскому Технологическому Институту и предназначена для изучения закономерностей резонанса Шумана, а также для исследования глобальной грозовой активности и глобальных климатических процессов. Расположена вблизи городка West Greenwich, штат Rhode Island, США. Часто именуется по названию штата. Станция функционирует с 1992 года и ее данные используются как самим МТИ, так и сторонними организациями.

Станция обеспечивает измерение вертикальной электрической и двух горизонтальных (N-S и E-W) магнитных компонент резонанса Шумана в диапазоне первых шести мод. Оцифровка до 2006 года осуществлялась с частотой выборок 350 Гц, а с 2006 года осуществляется с частотой 4 кгц. Оцифрованный сигнал подвергается преобразованию Фурье и полученная спектральная характеристика фильтруется путем аппроксимации по Лоренцу. По спектральной характеристике вычисляются центральные частоты, амплитуды и добротности резонансов. Интервал усреднения данных - 12 минут. Данные в открытом доступе не предоставляются.

Рис. D.3. Данные мониторинга станции West Greenwich за 1993 - 2013 г.г.

Источник иллюстраций - первая публикация из приведенного ниже списка избранных.

Избранные публикации по проведенным исследованиям:

 

• Robert Boldi, Earle Williams, Anirban Guha. Analysis of the Rhode Island Schumann Resonance Daily-Average Data.

• G.Satori, E.R.Williams, B.Zicger, R.Boldi, S.Heckman, K.Rothkin. Comparisons of long-term Schumann resonance records in Europe and North America.

 

Станции Hollister и Parkfield (США)

[наверх]

Данные станции входят в состав цифровой сейсмической сети Беркли (Berkeley Digital Seismic Network - BDSN), развернутой в штате Калифорния. Основное их назначение - исследование возможности использования СНЧ электромагнитных колебаний в качестве предвестника землетрясений. Станции были смонтированы и запущены в 1995 г. и активно эксплуатировались с 1997 по 2002 г.г. Данные мониторинга публиковались на FTP-сервере сейсмической сети ftp://quake.geo.berkeley.edu, а сводная аналитика публиковалась в разделе Parkfield-Hollister Electromagnetic Monitoring Array ежегодных отчетов, которые доступны по ссылкам из раздела Reports and Publications страницы Electromagnetic Field Measurements сайта Университета Беркли. Данные этих станций также использовались для исследований резонанса Шумана, в частности, для исследования влияния на его параметры солнечного терминатора (см. первую работу в списке избранных публикаций).

Рис. D.4. Cтанции резонанса Шумана Hollister и Parkfield

Источник иллюстрации - вторая публикации из приведенного ниже списка избранных

Станции измеряли три магнитные и две электрические (горизонтальные) компоненты в диапазоне от 0,0001 до 20 Гц, что охватывает как медленно меняющиеся поля, так и диапазон частот первого резонанса Шумана. В качестве датчиков магнитных компонент использовались индуктивные датчики, а в качестве датчиков электрических компонент - две пары «земляных» антенн, образованных заглубленными в землю электродами (более подробно о «земляных» антеннах см. в главе 2).

Избранные публикации по проведенным исследованиям:

 

• A.Melnikov, C.Price, G.Satori, M.Fullekrug. Infuence of solar terminator passages on Schumann resonance parameters.

• Karl Neil Kappler. Long Term Electromagnetic Monitoring at Parkfield, CA.

 

Станция Moshiri (Япония)

[наверх]

Станция геофизической обсерватории Moshiri - одна из старейших в мире. Обсерватория принадлежит институту ISEE (Institute for Space-Earth Environmental Research, Университет Нагои, Япония). Она расположена в северной части острова Хоккайдо, на удалении от источников антропогенных помех и предназначена для мониторинга атмосферы, ионосферы и магнитосферы. Первые экспериментальные измерения резонанса Шумана проводились ей еще в 60-е - 70-е годы прошлого века. В 90-х годах на станции была внедрена цифровая обработка сигналов, а в 2005 году проведен полный апгрейд, в т.ч. с заменой гигантских рамочных магнитных антенн (60х43 м) на индуктивные датчики и вертикальной штыревой электрической антенны на сферическую. В 2017 г. в связи с физическим износом зданий и сооружений планируется закрытие станции с переносом оборудования и датчиков электромагнитного мониторинга на станцию Rikubetsu, также расположенную на Хоккайдо.

Рис. D.5. Станция Moshiri и пример ее данных в сравнении с данными других станций

Источники иллюстрации: сайт Solar-Terrestrial Environment Laboratory. Nagoya University и вторая публикация из нижеприведенного перечня избранных

Данные, предоставляемые станцией, использовались в целом ряде исследований, в т.ч. в исследовании глобальной грозовой активности методом трех станций, в исследовании возможности использования резонанса Шумана в качестве предвестника землетрясений, а также в исследовании влияния на параметры резонанса факторов космической погоды. Данные в открытом доступе не предоставляются.

Избранные публикации по проведенным исследованиям:

 

• A.P.Nickolaenko, E.I.Yatsevich, A.V.Shvets, M.Hayakawa, Y.Hobara. Schumann-resonance records at three observatories and ULF universal- and local-time variations.

• A.Nikolaenko, A.Shvets, M.Hayakawa. Universal and local time variations deduced from simultaneous Schumann resonance records at three widely separated observatories.