Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Геофизический Центр РАН
Москва, Россия
Нижний Новгород, Россия
Иркутск, Россия
с 01.01.2021 по настоящее время
Иркутск, Иркутская область, Россия
с 01.01.1999 по 01.01.2023
Апатиты, Мурманская область, Россия
Борок, Россия
Нижний Новгород, Россия
Москва, Россия
Москва, Россия
Борок, Россия
В июле–августе 2024 г. на Кольском п-ве был проведен эксперимент FENICS-2024 по генерации искусственных электромагнитных сигналов в ночные часы с использованием двух выведенных из работы линий электропередачи (ЛЭП) в качестве горизонтальной излучающей антенны. Частота генератора от сеанса к сеансу дискретно менялась от 1 до 194 Гц с амплитудой тока от ~150 А на низких частотах до ~40 А на высоких. В работе представлены результаты первого этапа эксперимента, когда в качестве излучающей антенны использовалась ЛЭП Выходной—Оленегорск с расстоянием между заземлителями подстанций L=84 км. На магнитных станциях, расположенных на расстояниях от узловой подстанции от ~1200 до ~2100 км, зарегистрированы сигналы с частотами от 1 до 9 Гц с амплитудами, нормированными на величину тока излучателя, от ~0.3 до ~6.0 фТл/А. Проведенные наблюдения показали перспективность нового типа активных экспериментов по генерации зондирующего сигнала для магнитотеллурического зондирования на большой площади. Сопоставление результатов наблюдений с теоретическими моделями будет представлено в следующей работе.
УНЧ-излучения, распределенная сеть, FENICS, ЛЭП, активные эксперименты
1. Баранник М.Б., Колобов В.В., Шевцов А.Н., Жамалетдинов А.А. Генераторно-измерительный комплекс направленного действия «Энергия-2м» для сейсмического мониторинга и зондирования рудных объектов. Сейсмические приборы. 2012, т. 48, № 1, c. 5–25.
2. Беляев П.П., Поляков С.В., Ермакова Е.Н. и др. Первые эксперименты по генерации и приему искусственных УНЧ-излучений (0.3–12 Гц) на дистанции 1500 км. Изв. вузов. Радиофизика. 2002, т. 45, № 2, c. 156–162.
3. Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Магнитотеллурическое зондирование горизонтально-однородных сред. М.: Недра, 1992, 250 с.
4. Велихов Е.П., Жамалетдинов А.А, Собчаков Л.А. и др. Опыт частотного электромагнитного зондирования земной коры с применением мощной антенны СНЧ-диапазона. Доклады Академии наук. 1994, т. 338, № 1, с. 106–109.
5. Гетманцев Г.Г., Гульельми А.В., Клайн Б.И. и др. Возбуждение магнитных пульсаций при воздействии на ионосферу излучением мощного коротковолнового передатчика. Изв. вузов. Радиофизика. 1977, т. 20, № 7, с. 1017–1019.
6. Ермакова Е.Н., Котик Д.С., Собчаков Л.А. и др. Экспериментальные исследования распространения искусственных электромагнитных сигналов в диапазоне 0.6–4.2 Гц. Изв. вузов. Радиофизика. 2005, т. 48, № 9, с. 788–799.
7. Ермакова Е.Н., Рябов А.В., Пилипенко В.А. и др. Новая станция для мониторинга космических и атмосферных электромагнитных излучений. Вестник ОНЗ РАН. 2019, т. 11, NZ1105. DOI:https://doi.org/10.2205/2019NZ000362.
8. Жамалетдинов А.А., Шевцов А.Н., Велихов Е.П. и др. Исследование взаимодействия электромагнитных волн КНЧ-СНЧ-диапазона (0.1–200 Гц) с земной корой и ионосферой в поле промышленных линий электропередачи (эксперимент «FENICS»). Геофизические процессы и биосфера. 2015, т. 14, № 2, с. 5–49.
9. Жамалетдинов А.А. Велихов Е.П., Шевцов А.Н. и др. Эксперимент «Мурман-2018» по дистанционному зондированию с целью исследования границы «непроницаемости» на переходе между хрупким и пластичным состояниями кристаллической земной коры. Доклады Академии наук. 2019, т. 486, № 3, с. 91–96.
10. Колобов В.В., Баранник М.Б., Жамалетдинов А.А. Генераторно-измерительный комплекс «Энергия» для электромагнитного зондирования литосферы и мониторинга сейсмоактивных зон. СПб.: Соло, 2013, 240 c.
11. Котик Д.С., Рябов А.В., Ермакова Е.Н. и др. Свойства УНЧ/ОНЧ-сигналов, генерируемых установкой СУРА в верхней ионосфере. Изв. вузов. Радиофизика. 2013, т. 56, № 6, с. 382–394.
12. Пилипенко В.А., Федоров Е.Н., Мазур Н.Г., Климов С.И. Электромагнитное загрязнение околоземного космического пространства излучением ЛЭП. Солнечно-земная физика. 2021, т. 7, № 3, с. 111–119. DOI:https://doi.org/10.12737/szf-73202107 / Pilipenko V.A., Fedorov E.N., Mazur N.G., Klimov S.I. Electromagnetic pollution of near-Earth space by power line emission. Solar-Terrestrial Physics. 2021, vol. 7, iss. 3, pp. 105–113. DOI:https://doi.org/10.12737/stp-73202107.
13. Пилипенко В.А., Мазур Н.Г., Федоров Е.Н., Шевцов А.Н. О возможности экспериментов по возбуждению искусственных ультранизкочастотных излучений в ионосфере установкой FENICS на Кольском полуострове. Известия РАН. Серия физическая. 2024, т. 88, № 3, с. 392–400.
14. Поляков С.В., Резников Б.И., Щенников А.В. и др. Линейка индукционных датчиков магнитного поля для геофизических исследований. Сейсмические приборы. 2016, т. 52, № 1, с. 5–27.
15. Четаев Д.Н. Дирекционный анализ магнитотеллурических наблюдений. М.: ИФЗ АН СССР, 1985, 228 с.
16. Anisimov S.V., Chulliat A., Dmitriev E.M. Information-measuring complex and database of mid-latitude Borok Geophysical Observatory. Russian Journal of Earth Sciences. 2008, vol. 10, ES3007. DOI:https://doi.org/10.2205/2007ES000227.
17. Berthold W.K., Harris A.K., Hope H.J. World-wide effects of hydromagnetic waves due to Argus. J. Geophys. Res. 1960, vol. 65, pp. 2233–2239. DOI:https://doi.org/10.1029/JZ065i008p02233.
18. Chulliat A., Anisimov S.V. The Borok INTERMAGNET magnetic observatory. Russian Journal of Earth Sciences. 2008, vol. 10, ES3003. DOI:https://doi.org/10.2205/2007ES000238.
19. Eliasson B., Chang C.-L., Papadopoulos K.J. Generation of ELF and ULF electromagnetic waves by modulated heating of the ionospheric F2 region. J. Geophys. Res. 2012, vol. 117, A10320. DOI:https://doi.org/10.1029/2012JA017935.
20. Ermakova E.N., Kotik D.S., Polyakov S.V., et al. A power line as a tunable ULF-wave radiator: Properties of artificial signal at distances of 200 to 1000 km. J. Geophys. Res. 2006, vol. 111, A04305. DOI:https://doi.org/10.1029/2005JA011420.
21. Guo Z., Fang H., Honary F. The generation of ULF/ELF/VLF waves in the ionosphere by modulated heating. Universe. 2021, vol. 7, no 2, p. 29. DOI:https://doi.org/10.3390/universe7020029.
22. Li Y., Li H., Wu J., et al. Artificial excitation and propagation of ultra-low frequency signals in the polar ionosphere. Phys. Plasmas. 2024, vol. 31, 082901. DOI:https://doi.org/10.1063/5.0202317.
23. Papadopoulos K., Wallace T., Milikh G.M., et al. The magnetic response of the ionosphere to pulsed HF heating. Geophys. Res. Lett. 2005, vol. 32, L13101. DOI:https://doi.org/10.1029/2005GL023185.
24. Papadopoulos K., Gumerov N.A., Shao X., et al. HF-driven currents in the polar ionosphere. Geophys. Res. Lett. 2011a, vol. 38, L12103. DOI:https://doi.org/10.1029/2011GL047368.
25. Papadopoulos K., Chang C.-L., Labenski J., Wallace T. First demonstration of HF-driven ionospheric currents. Geophys. Res. Lett. 2011b, vol. 38, L20107. DOI:https://doi.org/10.1029/2011GL049263.
26. Pilipenko V.А., Fedorov E.N., Martines-Bedenko V.А., Bering E.A. Electric mode excitation in the atmosphere by magnetospheric impulses and ULF waves. Frontiers in Earth Science. 2021, vol. 8, pp. 687. DOI:https://doi.org/10.3389/feart.2020.619227.
27. Su B., Wang Y., Cao Q. Simulation of WEM using ELF modeling of local area and modified UPML. ISAPE2012. 2012. Xi’an, China, pp. 983–986. DOI:https://doi.org/10.1109/ISAPE.2012.6408939.
28. Usanova M.E., Drozdov A., Orlova K., et al. Effect of EMIC waves on relativistic and ultrarelativistic electron populations: Ground-based and Van Allen Probes observations. Geophys. Res. Lett. 2014, vol. 41, pp. 1375–1381. DOI:https://doi.org/10.1002/2013GL059024.
29. Zhao G.Z, Bi Y.X., Wang L.F., et al., Advances in alternating electromagnetic field data processing for earthquake monitoring in China. Science China Earth Sciences. 2015, vol. 58, no. 2. pp. 172–182. DOI:https://doi.org/10.1007/s11430-014-5012-3.
30. URL: https://www.sgo.fi (дата обращения 20 марта 2025 г.).
31. URL: https://space.fmi.fi/image/www/ (дата обращения 20 марта 2025 г.).
32. URL: http://ckp-rf.ru/ckp/3056/ (дата обращения 20 марта 2025 г.).
