|
Федеральное агентство научных организаций
Российская Академия наук
Геофизическая служба, Камчатский филиал
Отделение наук о Земле
Российский фонд фундаментальных исследований
Пятая научно-техническая конференция
Проблемы комплексного геофизического мониторинга Дальнего Востока России
27 сентября - 3 октября 2015 г. , г. Петропавловск-Камчатский
|
|
Секция "Технические и программные средства
геофизического мониторинга"
Участник: Акбашев Ринат Рафикович
Акбашев Р.Р., Фирстов П.П., Хомутов С.Ю., Ефимов В.А. ,
ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ АТМОСФЕРЫ: РЕЗУЛЬТАТЫ СВЕРКИ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ФЛЮКСМЕТРОВ «ЭФ-4» И «ПОЛЕ-2»
Скачать статью
В последние десятилетия регистрация градиента потенциала атмосферного электрического поля (V' АЭП) в России выполняется с помощью флюксметра Поле-2", разработанного в 1981 г. (Гордюк В.П. 1981г.). Недостатком данного прибора является значительное потребление электроэнергии и частые регламентные работы, связанные с непрерывной интенсивной эксплуатацией двигателя. Разработанный на современной элементной базе с большим ресурсом работы и экономичным двигателем флюксметр "ЭФ-4" (Ефимов и др., 2013, Ефимов и др. «Измерение электрической составляющей геофизических полей», Palmarium Academic Publishing, 2013), дает возможность в длительном автономном режиме проводить натурные наблюдения за АЭП, в том числе для изучения отклика электрического поля на метеорологические и геодинамические процессы . В докладе представлены результаты одновременных наблюдений вариаций V' АЭП флюксметрами "Поле-2" и "ЭФ-4" на обсерватории «Паратунка» ИКИР ДВО РАН (Камчатка). Приборы показывают совпадение результатов измерений на уровне единиц процента. Делается оценка возможных источников погрешностей.
Участник: Воропаев Петр Валентинович
Воропаев П.В. ,
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОЦЕНКА ДИНАМИКИ УРОВНЯ СЕЙСМИЧНОСТИ СЕЙСМОАКТИВНЫХ ОБЛАСТЕЙ КАМЧАТСКОГО КРАЯ
Скачать статью
В Камчатском филиале Геофизической службы РАН создана и постоянно совершенствуется вычислительная система статистического анализа уровня сейсмичности, реализованная в виде программы для ПК. В основе программы лежит алгоритм вычисления уровня сейсмичности по методике СОУС'09. В данной работе подробно рассматривается новые функциональные возможности программы, которые позволяют проводить автоматизированную оценку динамики уровня сейсмичности сейсмоактивных зон, заданных в пространстве в виде эллиптических областей. Описывается процесс построения графиков номограмм и временного хода уровня сейсмичности. Приводятся примеры применения программы для построения графиков временного хода уровня сейсмичности сейсмоактивных областей Камчатского края.
Участник: Гирина Ольга Алексеевна
Гирина О.А., Лупян Е.А., Гордеев Е.И. , Сорокин А.А., Ефремов В.Ю., Кашницкий А.В., Уваров И.А. , Крамарева Л.С., Мельников Д.В., Маневич А.Г. ,
ИЗУЧЕНИЕ ПРОДУКТОВ ИЗВЕРЖЕНИЙ ВУЛКАНОВ КАМЧАТКИ С ПОМОЩЬЮ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ VolSatView
Скачать статью
Созданная в 2010 г. совместными усилиями специалистов ИВиС ДВО РАН, ИКИ РАН, ВЦ ДВО РАН и ДЦ ФГУП НИЦ Планета информационная система «Мониторинг активности вулканов Камчатки и Курил» (VolSatView, http://volcanoes.smislab.ru), продолжает развиваться и сегодня позволяет работать с различными спутниковыми данными среднего и высокого разрешения, метео- и инструментальной информацией наземных сетей наблюдений, проводить совместный анализ различных данных.
Участник: Гнитиева Екатерина Юрьевна
Гнитиева Е.Ю. ,
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА РЯДОВ ДАННЫХ СЕТИ НАКЛОНОМЕРОВ
Такие внешние факторы, как атмосферное давление и температура, по-разному воздействуют на показания наклономеров с различными магнитудами высокочастотных и низкочастотных влияний.
Но на первичном этапе наиболее существенными причинами, искажающими результаты наклономерных измерений, являются:
1. Выбросы - аномальные одиночные отклонения значений от общей динамики ряда;
2. Разрывы в данных на концах интервалов при потере счета;
3. Конечные скачки при внешних воздействиях, требующие определения их амплитуды и внесения компенсирующей поправки в данные.
Перечисленные обстоятельства приводят к необходимости проведения предварительной обработки результатов измерений с целью исключения выбросов из состава данных и замены их значениями, удовлетворяющих условиям гладкости, оценивания и компенсации скачков в измерениях. Т.к. объем получаемых данных велик (объем в среднем ежегодно около 200000 значений), ручное внесение всех поправок является достаточно трудоемким делом. С целью минимизации временных затрат были написаны программные модули в среде Matlab, осуществляющие предварительную обработку данных, а также их термо – и баро- компенсацию. Исключение влияния отобранных факторов позволяет упростить дальнейшую работу с временными рядами и интепретацию измерений наклономеров.
Участник: Дещеревский А.В.
Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н. ,
WINABD – ПАКЕТ ПРОГРАММ ДЛЯ СОПРОВОЖДЕНИЯ И АНАЛИЗА ДАННЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Скачать статью
Скачать доклад
Скачать описание программы
Представлен пакет программ WinABD, предназначенный для работы данными геофизического мониторинга. В отличие от многих пакетов статистического анализа, WinABD обеспечивает полный цикл операций, необходимых при работе с экспериментальными временными рядами. В состав пакета входит система управления базой данных временных рядов, мощный исследовательский комплекс (разнообразные инструменты для статистического анализа экспериментальных временных рядов) и интерактивная среда визуализации данных.
Пакет представляет исследователю большое количество как стандартных, так и нестандартных инструментов и методов, необходимых в повседневной работе с неидеальными данными. Широко используется технология скользящего временного окна, что позволяет изучать развитие всех процессов во времени и выявлять изменения, связанные с какими-либо событиями. Специальная технология "схлопывания" окна на границах ряда позволяет выполнять такую обработку без уменьшения длины ряда, что дает возможность произвольного комбинирования применяемых методов. Все процедуры корректно работают с рядами, содержащими пропуски данных.
При всех операциях с данными при их отображении используется шкала календарного времени, что существенно повышает удобство работы. Обеспечивается корректная совместная обработка рядов, имеющих неодинаковые даты начала и несовпадающую периодичность наблюдений.
Участник: Дружин Геннадий Иванович
Дружин Г.И. , Уваров В.Н., Малкин Е.И., Санников Д.В., Пухов В.М., Мельников А.Н., Исаев А.Ю. ,
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ СИГНАЛЫ, РЕГИСТРИРУЕМЫЕ НА БУРОВОЙ СКВАЖИНЕ БАССЕЙНА РЕКИ ПАРАТУНКА.
Скачать статью
Измерения электромагнитных и акустических излучений с использованием буровой скважины проведены на ручье Коркина в бассейне реки Паратунка. Зарегистрированы синхронные изменения спектральных составляющих электромагнитых и акустических сигналов. Выделены излучения четырех типов. Найдено, что излучения разных типов имеют различный акусто-электромагнитный фазовый сдвиг . Сделан вывод о магнитоупругом преобразовании геоакустической эмиссии в регистрируемые электромагнитные колебания в обсадной трубе.
Участник: Копылова Галина Николаевна
Копылова Г.Н., Смирнов А.А., Берсенева Н.Ю. ,
АППАРАТУРНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ КФ ГС РАН НА КАМЧАТКЕ
Скачать статью
В докладе рассматривается современное состояние электромагнитных наблюдений КФ ГС РАН, включающих четыре электротеллурических пункта (Верхняя Паратунка, Тундровый, Шипунский, Карымшина) и пункт геомагнитных наблюдений на КГО «Карымшина», оборудованный трехкомпонентным магнитометром-вариометром. Приводятся схемы расположения пунктов, характеристика методики наблюдений, используемых технических и программных средств регистрации, передачи, сбора, хранения и обработки данных наблюдений. Особое внимание уделяется содержанию пополняемой базы данных электромагнитных наблюдений, полученных за период времени 1995 г. – настоящее время.
Участник: Лисейкин Алексей Владимирович
Лисейкин А.В., Селезнев В.С., Громыко П.В., Кречетов Д.В. ,
О МОНИТОРИНГЕ СОСТОЯНИЯ КРУПНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ САЯНО-ШУШЕНСКОЙ ГЭС).
Скачать статью
Скачать доклад
В последние годы в ГС СО РАН разрабатывается методика мониторинга состояния крупных промышленных объектов, основанная на анализе сейсмических записей, полученных с локальных сейсмологических сетей. Толчком для развития данного направления послужила крупнейшая в истории гидроэнергетики авария, произошедшая на Саяно-Шушенской ГЭС 17 августа 2009 г. В результате аварии была выведена из строя вся имеющаяся на ГЭС контрольно-измерительная аппаратура, что создало определенные трудности в расследовании причин инцидента. Вместе с тем, на расстоянии около 4 км от ГЭС, располагается постоянно действующая сейсмостанция «Черемушки» (CERR). Специалистами ГС СО РАН, при финансовой поддержке со стороны ОАО «РусГидро», был выполнен ряд экспериментальных работ, включающих регистрацию и анализ колебаний сетью из временных сейсмических станций, установленных на плотине и в здании машинного зала ГЭС, с одновременным анализом микросейсмических колебаний на сейсмостанции «Черемушки». Данные исследования позволили установить, что колебания, происходящие на гидроэлектростанции, регистрируются на удаленной сейсмической станции и могут быть выделены из сейсмической записи при последующей ее цифровой обработке. В результате анализа записи с сейсмостанции «Черемушки» до и после момента аварии, удалось разобраться в ее причинах. Кроме этого, данные исследования показали принципиальную возможность использования записей сейсмостанций, расположенных вблизи крупных промышленных объектов, как для контроля над вибрационным состоянием работающего оборудования, так и для мониторинга состояния инженерных сооружений
Участник: Махмудов Евгений Рейзудинович
Махмудов Е.Р. ,
АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ В ПРОГРАММНОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ DIMAS
Скачать статью
В докладе представлена разработанная автором библиотека для языка программирования Python, позволяющая эмулировать действия пользователя при работе с программой DIMAS. Также рассматривается программное обеспечение на основе данной библиотеки, позволяющие составлять алгоритм автоматической работы DIMAS. Все разработанное программное обеспечение является свободным и доступно в сети интернет.
Участник: Мельников Дмитрий Владимирович
Мельников Д.В., Ушаков С.В. ,
РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ИЗМЕРЕНИЯ ЭМИССИИ ВУЛКАНОГЕННОГО ДИОКСИДА СЕРЫ
Измерение эмиссии вулканических газов является важным диагностическим фактором в системе наблюдений за активностью вулканов. Это даёт возможность прогнозировать извержения и решать задачи пространственно-временного мониторинга содержания вулканогенного газа в атмосфере. Современные методы исследований позволяют производить подобный мониторинг на значительном удалении от вулканических построек, тем самым обеспечивая безопасность исследователей и сохранность оборудования. Диоксид серы (SO2) представляет наибольший интерес для таких измерений. Его концентрации, как правило, являются третьими по объёму эмиссии вулканических газов, после Н2О и СО2 которые значительно сложнее измерить в связи с их высокими концентрациями не вулканического происхождения. Кроме этого, диоксид серы легко идентифицируется при оптическом поглощении в ультрафиолетовом (УФ) диапазоне электромагнитного излучения.
Для решения задач измерения вулканогенного SO2 в Институте вулканологии и сейсмологии ДВО РАН в период 2011-2014 гг применялась мобильная система дифференциальной оптической абсорбционной спектрометрии (ДОАС). Основой системы является спектрометр USB2000+ производства компании Ocean Optics. Расход SO2 определяется в результате прохождения траверса перпендикулярного направлению движения газового шлейфа. Протяжённость траверса определяется на основе встроенного в систему GPS, а скорость ветра по данным анемометра или метеорологической информации. Используя этот метод, были осуществлены измерения газа на вулканах Безымянный, Кизимен, Толбачик, Авачинский, Мутновский, Горелый. Одним из главных ограничений мобильной ДОАС системы является невозможность проведения непрерывных наблюдений. Для решения этой задачи в 2014 г. были собраны два автоматических сканирующих ДОАС прибора. Применяемый здесь метод основан на нескольких измерениях в фиксированной точке через газовый шлейф. В отличие от мобильной системы ДОАС где все измерения происходят перпендикулярно газовому шлейфу, сканирующий ДОАС измеряет плотность газа под разными углами. Значения плотности выражаются в удельном весе измерений. Суммируя эти измерения под разными углами, можно получить общую концентрацию газа в шлейфе. Основным преимуществом сканирующей ДОАС системы является то, что она может работать непрерывно. Это позволяет достичь высокого временного разрешения при анализе вулканической дегазации.
Особенности системы:
Гибкость. Система может быть быстро модифицирована для решения поставленной задачи
Мобильность. Система может быть быстро инсталлирована/деинсталлирована в зависимости от места вулканической активности.
Интегрированная обработка данных. Возможность автономного накопления и первичной обработки информации.
Доступность. Данные могут дистанционно передаваться в оперативный центр обработки информации.
В докладе представлены результаты использования описанных выше ДОАС систем для дистанционного измерения диоксида серы действующими вулканами Камчатки.
Участник: Некрасова Мария Юрьевна
Некрасова М.Ю., Яблочкина К.А., Арбугаева О.В., Конев А.А. ,
ОПЕРАТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ АППАРАТУРЫ РАДИОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ И ЦИФРОВЫХ ШИРОКОПОЛОСНЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ И КАЧЕСТВА СЕЙСМОМЕТРИЧЕСКИХ КАНАЛОВ
Скачать статью
Отдел радиотелеметрических сейсмических станций (РТСС) включает в себя 36 радиотелеметрических и 11 цифровых широкополосных сейсмических станций. Информация, полученная на станциях РТС собирается на трех приемных центрах, расположенных в г. Петропавловск-Камчатский, пос. Козыревск и пос. Ключи в режиме реального времени. Данные со всех станций сети РТСС поступают на приемный центр в г. Петропавловск-Камчатский, где осуществляется сбор, контроль и хранение сейсмологической информации.
Основным методом контроля работы сейсмометрических каналов служит анализ сигналов автоматических импульсных калибровок станций. Калибровка каналов происходит ежесуточно в автоматическом режиме. Операторами отдела РТСС ежедневно производится контроль работоспособности сейсмометрических каналов и создается база данных, начиная с 2011 года.
На приемном центре в г. Петропавловск-Камчатский ведется автоматический контроль за поступлением сейсмологических данных со всех приемных центров на сервер КФ ГС РАН. В случае прекращения поступления данных с какого-либо приемного центра, также в автоматическом режиме происходит оповещение сотрудников отдела РТСС посредством смс-уведомлений через средства сотовой связи.
На сервере КФ ГС РАН в оперативном режиме создается база сейсмологических данных и суточных Swan-диаграмм, которая содержит данные по всем сейсмометрическим каналам сети РТСС и полевым выносным пунктам службы предупреждения цунами (СПЦ). Эти данные доступны, начиная с 1996 г., и позволяют оперативно анализировать видимые записи всех каналов всех станций сети. Налажена система, позволяющая осуществлять оперативный контроль работоспособности всех сейсмометрических каналов сети и ежедневную диагностику неисправностей.
Участник: Петров Сергей Александрович
Петров С.А., Захарченко Л.С. ,
ИНСТРУМЕНТЫ ДЛЯ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ
Скачать статью
В работе представлено описание технологий изготовления чувствительных
элементов, дано упоминание о требованиях к регистрирующей аппаратуре.
Приведены примеры использования оборудования производства компании Guralp
в проектах реализованных с участием авторов. Кратко рассмотрено программное
обеспечение для оборудования Guralp (для ПК и смартфонов).
Участник: Полтавцева Евгения Викторовна
Полтавцева Е.В., Дещеревский А.В., Гаврилов В.А. ,
О ВОЗМОЖНОСТИ РЕГИСТРАЦИИ ОТКЛИКОВ ГЕОАКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ НА СУТОЧНЫЕ ВАРИАЦИИ АМПЛИТУДЫ НАПРЯЖЕННОСТИ СЛАБЫХ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ СНЧ-ДИАПАЗОНА.
Скачать статью
Скачать статью
Рассматриваются вопросы, связанные с обработкой данных скважинных геоакустических и электромагнитных измерений, ориентированных на выделение откликов геоакустической эмиссии на суточные вариации амплитуды напряженности слабых естественных электрических полей СНЧ-диапазона. Успешное решение такой задачи открывает дополнительные возможности для развития систем комплексного геофизического мониторинга напряженно – деформированного состояния геосреды в целях среднесрочного и краткосрочного прогноза землетрясений.
Участник: Разинков Олег Георгиевич
Разинков О. Г. ,
СИСТЕМА СЕЙСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ТРУБОПРОВОДА В ПРОЕКТЕ «САХАЛИН-2»
В докладе представлен обзор комплексной системы сейсмического мониторинга трубопровода в проекте «Сахалин-2». Система полностью реализована на аппаратуре и программном обеспечении швейцарской компании GeoSIG и находится в эксплуатации с 2009 года. Тринадцать сейсмических регистраторов сильных движений со скважинными акселерометрами распределены по всей длине 800-километрового трубопровода, проходящего по острову Сахалин с севера на юг через сейсмоактивные зоны. В первую очередь, система предназначена для быстрого реагирования на сильные локальные землетрясения и для оперативной оценки их последствий для инфраструктуры трубопровода. В случае превышения заданных пороговых значений сейсмического воздействия в любой удаленной точке мониторинга, сигнал тревоги поступает на пульт центральной диспетчерской в течение нескольких секунд для принятия оперативного решения по остановке участка трубопровода и/или технологического оборудования, находящего в опасной зоне. Помимо этого, система регистрирует и передает в центр волновые формы событий и производит их автоматическую обработку. В случае сильного землетрясения и при наличии достаточного количества записанных данных производится построение карты интенсивности сейсмического воздействия (Shake Map). Вся обработка данных осуществляется полностью автоматически, и информация становится доступной на веб-сервере внутренней сети компании «Сахалин Энерджи» в течение нескольких минут после сильного локального сейсмического события.
Участник: Сафонов Дмитрий Александрович
Сафонов Д.А., Нагорных Т.В., Коновалов А.В. ,
ТЕНЗОР МОМЕНТА И МЕХАНИЗМЫ ОЧАГОВ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ о. САХАЛИН
Скачать статью
Скачать доклад
Приводятся данные о механизмах и тензоре сейсмического момента очагов землетрясений, произошедших в 2006-2014 гг. в Сахалинском регионе. Механизмы очага землетрясений независимо определялись с использованием двух различных методик.
Решения механизмов землетрясений были получены методом полярности первых вступлений P-волн (программа «Механизм» (Поплавская и др., 1989)) с привлечением первых смещений в S-волне. Данный подход используется в ИМГиГ ДВО РАН на протяжении последних десятилетий и хорошо себя зарекомендовал. Расчет тензора сейсмического момента проводился с использованием программного комплекса ISOLA (Sokos, Zahradnik, 2008).
Всего обработано 16 сейсмических событий, в некоторых случаях решение удалось получить только по одной из упомянутых методик.
Выполненная работа позволяет сравнить механизм очага землетрясений умеренной магнитуды, полученный с использованием двух различных методик. Полученные решения не идентичны, хотя тип сейсмодислокации во всех случаях совпадает. Различие в определении можно объяснить как разницей в методических подходах, так и ограниченной точностью получаемых решений. Способ повышения точности и надежности результата как в случае метода первых вступлений, так и при инверсии волновых форм – увеличение плотности сети сейсмостанций и улучшение качества их записей (соотношения сигнал/шум), а так же совершенствование скоростных моделей среды.
Произошедшие землетрясения отражают продолжающийся процесс сжатия островной суши, при этом ось сжатия близгоризонтальна и направлена либо субширотно, либо с восток-северо-востока на запад-юго-запад. Полученные решения хорошо согласуются с выводами, основанными на анализе каталога механизмов землетрясений 1962-2011 гг., опубликованными ранее в (Коновалов и др., 2014).
Участник: Селезнев Виктор Сергеевич
Селезнев В.С., Еманов А.Ф., Соловьев В.М., Лисейкин А.В., Брыксин А.А. ,
НАНОСЕЙСМОЛОГИЯ: ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Скачать статью
Скачать доклад
В ГС СО РАН в последние годы разработаны отечественная аппаратура и ряд методик, позволяющие по записям сейсмических станций изучать колебания амплитудой в нанометры, которые на несколько порядков ниже амплитуд фоновых шумов. Данная технология получила название наносейсмология и состоит из двух основных направлений. Первое – это изучение неизвестных сигналов за счет пространственно-временного суммирования сейсмограмм, полученных с так называемых сейсмических антенн, состоящих из групп станций, распределенных на некоторой площади. Второе направление включает выделение из записей одиночных сейсмических станций слабых сигналов, излучаемых по определенным законам. Разработки ГС СО РАН дали возможность не только создать современную систему сейсмологического мониторинга, не уступающую зарубежным аналогам и передающую за первые минуты в директивные органы информацию о случившихся сейсмических событиях, но и проводить изучение Земли мощными вибраторами, контролировать сейсмостойкость зданий, сооружений и работу крупного промышленного оборудования. Новые технологии позволили разобраться в причинах аварии на Саяно-Шушенской ГЭС и предложить меры контроля вибраций гидроагрегатов и плотин, изучить физическое состояние гидростанций, мостов, жилых зданий и промышленных объектов, приступить к созданию в Кузбассе системы контроля техногенной сейсмичности.
Участник: Сенюков Сергей Львович
Сенюков С.Л., Чебров В.Н., Близнецов В.Е., Дрознина С.Я., Кожевникова Т.Ю., Нуждина И.Н. ,
ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ СЕЙСМОЛОГИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ АВИАПОЛЕТОВ ОТ ВУЛКАНИЧЕСКИХ ПЕПЛОВЫХ ОБЛАКОВ
НА ПРИМЕРЕ ИЗВЕРЖЕНИЙ ВУЛКАНА ШИВЕЛУЧ
Скачать статью
Одной из приоритетных задач Камчатского филиала Геофизической службы (КФ ГС) РАН является оповещение МЧС и населения Камчатского края о природных катастрофах по различным видам геофизических наблюдений в режиме реального времени.
Начиная с 2000 г. в лаборатории исследований сейсмической и вулканической активности (ИСВА) КФ ГС РАН накоплен большой объем видео, фото и визуальных данных по регистрации пепловых выбросов на активных вулканах Камчатки и сопровождающих эти события сейсмических сигналов.
В результате исследований в 2003 г. был предложен эмпирический метод выделения пепловых выбросов и оценки их высоты на примере вулкана Шивелуч. В методе широко используется временной спектральный анализ, который зафиксировал относительное повышение преобладающей частоты от 1 до 2-4 Гц в начальной части сигналов, сопровождающих пепловый выброс, что позволило отделить их от сигналов сопровождающих другие вулканические события. Выделенная закономерность также была отмечена и на других вулканах Камчатки. Для оценки высоты выброса используется интеграл абсолютной скорости сейсмической записи. Начиная с 2003 г. предложенный метод широко используется в режиме реального времени и очень часто это был единственный и наиболее быстрый способ оценить высоту пепловой эмиссии при эксплозивном извержении.
В 2012 г. был разработан и внедрен Близнецовым В.Е. в систему наблюдений КФ ГС РАН первый вариант программы автоматического выделения пепловых выбросов и расчета их высоты по сейсмологическим данным в режиме реального времени ADAP (Automatic Detection of Ash Plume). В последующие годы программа неоднократно усовершенствовалась с учетом перехода на более высокую частоту дискретизации сейсмического потока во времени. Достоверность работы программы оценивается как 70%.
До 2015 г. результаты оценки рассылались в рамках международного договора по безопасности авиаполетов KVERT в ответственные службы России, США и Японии. В 2014-2015 гг. КФ ГС РАН заключил взаимовыгодные договора по обмену информацией с Тokyo VAAC (Япония), WheatherNews Inc. (Япония), Support to Aviation Control System (Бельгия), Aляскинской вулканологической обсерваторией (США), Институтом Морской Геологии и Геофизики (Россия, г.Южно-Сахалинск) и метеослужбами военных частей Камчатки. Главной причиной заключения договоров стала необходимость всех перечисленных организаций в срочной информации о сильных пепловых извержениях вулканов Камчатки по сейсмологическим данным, которую на Камчатке может предоставить только КФ ГС РАН. В МЧС Камчатского края такая информация передается согласно регламенту.
К настоящему времени в КФ ГС РАН созданы условия для перехода на круглосуточное дежурство по обеспечению безопасности авиаполетов от вулканических пепловых облаков по сейсмологическим данным. Необходимо только дополнительное финансирование для оплаты новых сотрудников.
Участник: Смирнов Владимир Михайлович
Смирнов В.М. , Смирнова Е.В., Скобелкин В.Н., Тынянкин С.И. ,
ПАССИВНЫЙ АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СЕЙСМОИОНОСФЕРНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ
Процесс формирования землетрясений занимает, как правило, значительный период времени и поэтому требует проведения длительных наблюдений над возможными очагами землетрясений. Существующая сеть наземных навигационных станций слежения позволяет осуществлять такие наблюдения за состоянием ионосферы и, следовательно, дает возможность определять ионосферные эффекты землетрясений. Проблема заключается в определении области и времени возникновения землетрясений. Поскольку состояние ионосферы Земли сильно зависит от процессов взаимодействия в системе Земля - Солнце, выбор пунктов наблюдения играет важную роль при детектировании сейсмоионосферных вариаций. Эффективность мониторинга будет высокой только в том случае, если будет реализована автоматизированная система обработки навигационных измерений для выбранной области. Для решения этой задачи предлагается использовать пассивный аппаратно-программный комплекс, предназначенный для реконструкции пространственно-временной структуры ионосферы и решения задач оперативного контроля высотного распределения и полной электронной концентрации ионосферы методом радиопросвечивания на трассе спутник - Земля с использованием радиосигналов навигационных спутниковых систем GPS/ГЛОНАСС в реальном масштабе времени. Комплекс обеспечивает возможность оперативной (с интервалом 30 секунд) оценки распределения электронной концентрации в интервале высот 100-1000 км, параметров ионосферного слоя F2 и полного электронного содержания в радиусе до 700…1000 км от места установки приемника по 10…20 одновременно наблюдаемым навигационным спутникам.
Участник: Сумаков Артём Васильевич
Сергеев В.А., Фёдоров Е.С., Пантюхин Е.А., Сумаков А.В., Иванов В.Ю. ,
ЦИФРОВАЯ БЕСПРОВОДНАЯ СЕТЬ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ КАК ЧАСТЬ КОРПОРАТИВНОЙ СЕТИ КФ ГС РАН
Скачать статью
Цифровая беспроводная сеть КФ ГС РАН является технологической сетью связи, входит в корпоративную сеть организации и имеет несколько сегментов, расположенных в разных районах Камчатки.
Создание сети вызвано отсутствием доступной сетевой инфраструктуры операторов связи в районах расположения сейсмических станций. При этом автономные и выносные пункты часто расположены в труднодоступных районах прибрежной и горной местности.
Сеть обеспечивает круглосуточную передачу сейсмических данных в ИОЦ Петропавловск в реальном времени. Отдельные пункты этой сети оснащены аппаратными комплексами, обеспечивающими передачу не только сейсмической, но и различной геофизической информации и дополнительно оснащены видеокамерами для наблюдения за вулканами.
Начало развития цифровой беспроводной сети относится к 2007 г., началу реализации ФЦП “Цунами”. Первая беспроводная сеть обеспечила связь с выносными пунктами опорной станции Петропавловск.
Участник: Сумаков Артём Васильевич
Сергеев В.А., Фёдоров Е.С., Пантюхин Е.А., Сумаков А.В., Иванов В.Ю. ,
ОРГАНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ КГО "КАРЫМШИНА"
Скачать статью
КГО Карымшина был развернут в 1999 году в рамках Российско-японского проекта МНТЦ №1121.
Первоначально данные с приборов писались на локальные носители и обрабатывались в отложенном режиме.
В 2010 году на станции Карымшина было установлено сейсмическое и каналообразующее оборудование с включением станции в общую сеть КФ ГС РАН. Это дало толчок к формированию информационной инфраструктуры пункта.
На сегодняшний день мы имеем пункт оснащенный комплексом оборудования для геофизических наблюдений – сейсмических, магнитных, электротеллурических, наклономерных, ВСШ, метео и т.д с доступом к данным в реальном масштабе времени, с их первичной буферизацией на сервере пункта и передачей на сервера ИОЦ Петропавловск.
В настоящее время ведутся работы по расширению сетевой информационной инфраструктуры пункта с включением в нее новых приборов. С 2013года проводятся работы по переводу пункта на альтернативные источники энергии (солнечные панели).
Участник: Хомутов Сергей Юрьевич
Хомутов С.Ю., Бабаханов И.Ю., Бобылев Я.М., Думбрава З.Ф., Лобода В.А., Поддельский И.Н., Сапунов В.А. ,
ОВЕРХАУЗЕРОВСКИЕ МАГНИТОМЕТРЫ POS-1 И POS-4: ПЕРВЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ НА ОБСЕРВАТОРИЯХ ИКИР ДВО РАН
Скачать статью
Скачать доклад
Представлены первые результаты мониторинговых измерений с помощью оверхаузеровских магнитометров POS-1 и POS-4 на обсерваториях "Магадан", "Мыс Шмидта", "Паратунка" и "Хабаровск" ИКИР ДВО РАН. Рассмотрены особенности эксплуатации приборов, выполнено сравнение с другими магнитометрами, используемыми при мониторинге магнитного поля. Сделаны оценки возможностей POS-1 и POS-4 при создании расширенной сети регулярных магнитных измерений на российском Дальнем Востоке и в Заполярье.
Участник: Чемарёв Андрей Сергеевич
Чемарёв А.С., Иванов В.Ю., Матвеенко Е.А., Токарев А.В., Чеброва А.Ю. ,
Web-ИНТЕРФЕЙС ДОСТУПА К ДАННЫМ ЕДИНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СЕЙСМОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ КФ ГС РАН
Скачать статью
В КФ ГС РАН создается и используется Единая Информационная Система Сейсмологических данных (ЕИС СД). ЕИС СД содержит большой объем разнообразной информации: параметры землетрясений, подробные сведения обработки землетрясений по станциям, характеристики станций и т.п. Для удобства работы с информацией ЕИС СД разрабатывается Web-интерфейс доступа к данным, доступный через Интернет (Web ЕИС СД). Этот информационный ресурс ориентирован на широкий круг пользователей от профессиональных исследователей до просто любопытных людей. ЕИС СД постоянно развивается, а с ней и Web ЕИС СД: обновляются и добавляются сейсмологические данные, становятся доступными новые информационные разделы, структура системы усложняется, растет функционал. В работе подробно описывается текущее состояние Web ЕИС СД: ее технические особенности, функциональные возможности, уровни доступа к данным и др.
Шевченко Ю.В., Дрознин Д.В., Яковенко В., Чебров В.Н., Разинков О.Г. ,
СЕЙСМИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА СЕМЕЙСТВА GMS (GEOSIG) В СЕТИ СИЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ КФ ГС РАН.
Скачать доклад
Для разработки специфических для регионов рекомендаций по расчетным сейсмическим нагрузкам необходимы данные регистрации сильных землетрясений в пунктах с макросейсмической интенсивностью от 3 до 10 баллов по шкале MSK-64. Для регистрации сильных землетрясений создаются специализированные сети пунктов, оснащенные акселерометрами с возможностью неискаженной регистрации ускорений грунта до 1-4 g – сети сильных движений (ССД). Число действующих пунктов (станций) регистрации сильных сейсмических движений грунта (ССД) при землетрясениях на Камчатке составляет всего лишь 37, в г. Петропавловске-Камчатском с окрестностями – всего 19. В сети используются два типа сейсмических инструментов: акселерометр CMG-5TD (Guralp) и виброизмерительный канал GMS (GeoSIG). В работе представлены результаты сравнения характеристик приборов по результатам регистрации землетрясений в 2014-2015 гг.
Участник: Шулаков Денис Юрьевич
Шулаков Д. Ю. ,
ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫЙ АЛГОРИТМ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ СОБЫТИЙ
Скачать статью
В работе представлен алгоритм, предназначенный для выявления сейсмических событий по записям сети станций на фоне интенсивных нестационарных помех. Предложена двухстадийная система обработки поступающих сейсмограмм: 1) выявление потенциальных событий с использованием «легкого» алгоритма с максимально мягкими настройками; 2) детальный анализ и классификация выделенных фрагментов. Для разделения сигнала и помехи используется комбинирование эмпирической модовой декомпозиции (преобразование Гильберта-Хуанга) и алгоритма-пикировщика Баера-Крадолфера.
Разработанный алгоритм позволил повысить как эффективность обнаружения полезных сигналов, так и скорость обработки, а также снизить объем рутинной ручной работы за счет эффективной разбраковки триггерных записей и автоматического определения параметров очагов сейсмических событий.
Участник: Ящук Василий Васильевич
Ящук В.В., Дрознин Д.В., Головщикова И.А., Пудов А.Л., Конев А.А., Некрасова М.Ю., Яблочкина К.А., Арбугаева О.В. ,
СЕТЬ РАДИОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СЕЙСМИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ НА КАМЧАТКЕ
Сеть радиотелеметрических сейсмических станций (РТСС) создана для оперативного контроля как сейсмической обстановки на всей территории Камчатского края и Северных Курил, так и сейсмической активности действующих вулканов, а также для изучения развития сейсмических процессов.
Система радиотелеметрических сейсмических станций включает в себя передающие пункты и центры сбора информации. Сбор сейсмометрической информации ведется на приемных центрах, расположенных в г. Петропавловск-Камчатский, пос. Козыревск и пос. Ключи.
В настоящее время сеть состоит из 36 радиотелеметрических и 11 цифровых широкополосных сейсмических станций. Достоинствами сети РТСС являются: возможность длительной работы в автономном режиме в экстремальных условиях; высокая надежность; доступ к данным всех сейсмометрических каналов станций в режиме реального времени; высокая точность привязки всех станций РТС к единой шкале времени.
Участник: Ящук Василий Васильевич
Ящук В.В., Сергеев В.А., Конев А.А., Сумаков А.В., Иванов В.В. ,
СИСТЕМА ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЙ ЗА АКТИВНЫМИ ВУЛКАНАМИ КАМЧАТКИ. МОДЕРНИЗАЦИЯ
Важное значение для наблюдений за вулканической активностью имеют визуальные данные. Качественный скачок в обеспечении визуальными данными произошел с появлением непрерывных видеонаблюдений с их точной привязкой к абсолютному времени (точность ± 1 секунда обеспечивается GPS-приемником). Со времени установки первой видеокамеры прошло 15 лет. За этот период произошла модернизация системы видеонаблюдения с переходом от аналоговых видеокамер к цифровым IP-камерам.
В настоящее время ведутся видеонаблюдения за вулканами: Шивелуч, Безымянный, Авачинский, Корякский, Кизимен, Горелый, Толбачик и Жупановский. Видеонаблюдения производятся с помощью IP видеокамер. Архив видеоснимков хранится на сервере КФ ГС РАН. Кроме того, осуществляется запись непрерывного видео mpeg4 с частотой 1 кадр в секунду.
Участник: Ящук Василий Васильевич
Ящук В.В., Чебров В.Н., Дрознин Д.В., Сергеев В.А., Конев А.А., Сумаков А.В, Некрасова М.Ю., Яблочкина К.А., Арбугаева О.В. ,
ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ КОМПЛЕКСНЫЕ ПУНКТЫ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА АКТИВНЫМИ ВУЛКАНАМИ КАМЧАТКИ
Комплексные пункты наблюдения за активными вулканами (ПНВ-А) предназначены для сбора геофизической информации с целью обнаружения и регистрации извержений действующих вулканов Камчатки. Решаются задачи обнаружения активизаций вулканов по данным комплексных наблюдений в автоматическом и автоматизированном режимах для идентификации извержений вулканов с вероятностной оценкой их типов и мощности.
В настоящее время установлены ПНВ-А в районе вулканов Безымянный (KIR и BZG), Кизимен (TUMD), Авача (AVH). Все перечисленные пункты совмещены территориально с радиотелеметрическими сейсмическими станциями.