- PII
- 10.31857/S0016794024060081-1
- DOI
- 10.31857/S0016794024060081
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 64 / Issue number 6
- Pages
- 801-810
- Abstract
- When radon emanates, the conductivity in the surface layer of air increases, which causes a variation in the electric field not only in the lower part of the atmosphere, but also in the ionosphere. There are known proposals to use such ionospheric disturbances as precursors of earthquakes. The ionospheric electric fields are calculated in the framework of a quasi-stationary model of an atmospheric conductor including the ionosphere. Earlier, we showed that even with extreme radon emanation, electric field disturbances in the E- and F- regions of the ionosphere are several orders of magnitude smaller than the supposed precursors of earthquakes and than the fields usually existing there which are created by other generators. In this paper, we focus on the D-region. In the vertical component of the electric field strength, the main contribution in the D-region is the contribution of the fair-weather field. It is shown that in the D-region the vertical component of the electric field over the area of intense radon emanation can double in comparison with the fair-weather field. A detailed spatial picture of disturbances of electric fields and currents in the atmosphere and in the ionosphere over the radon emanation region is constructed.
- Keywords
- Date of publication
- 01.06.2024
- Year of publication
- 2024
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 48
References
- 1. Бахметьева Н.В., Бубукина В.Н., Вяхирев В.Д., Калинина Е.Е., Комраков Г.П. Реакция нижней ионосферы на частные солнечные затмения 1 августа 2008 г. и 20 марта 2015 г. по наблюдениям рассеяния радиоволн естественными и искусственными неоднородностями ионосферной плазмы // Изв. вузов. Радиофизика. Т. 59. № 10. С. 873−886. 2016.
- 2. Бахметьева Н.В., Вяхирев В.Д., Калинина Е.Е., Комраков Г.П. Нижняя ионосфера Земли во время частных солнечных затмений по наблюдениям вблизи Нижнего Новгорода // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 57. № 1. С. 64−78. 2017. https://doi.org/10.7868/S0016794017010023
- 3. Беликович В.В., Бенедиктов Е.А. Исследование сумеречной D-области ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей // Изв. вузов. Радиофизика. Т. 45. № 6. С. 502−508. 2002.
- 4. Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Толмачёва А.В., Бахметьева Н.В. Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей. Н. Новгород: Изд-во ИПФ РАН, 156 с. 1999.
- 5. Беликович В.В., Вяхирев В.Д., Калинина Е.Е. Исследование ионосферы методом частичных отражений // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 44. № 2. С. 189−194. 2004.
- 6. Денисенко В.В., Помозов Е.В. Расчет глобальных электрических полей в земной атмосфере // Вычислительные технологии. Т. 15. № 5. С. 34−50. 2010.
- 7. Денисенко В.В., Райкрофт М.Дж., Харрисон Р.Дж. Математическая модель глобального ионосферного электрического поля, создаваемого грозами // Изв. РАН. Сер. физическая. Т. 87. № 1. С. 141−147. 2023. https://doi.org/10.31857/S0367676522700260
- 8. Криволуцкий А.А., Вьюшкова Т.Ю., Черепанова Л.А., Куколева А.А., Репнев А.И., Банин М.В. Трехмерная глобальная фотохимическая модель CHARM. Учет вклада солнечной активности // Геомагнетизм и аэрономия. Т. 55. № 1. С. 64−93. 2015. https://doi.org/10.7868/s0016794015010071
- 9. Мареев Е.А. Достижения и перспективы исследований глобальной электрической цепи // УФН. Т. 180. № 5. С. 527–534. 2010. https://doi.org/10.3367/UFNr.0180.201005h.0527
- 10. Сурков В.В., Пилипенко В.А., Силина А.С. Могут ли радиоактивные эманации в сейсмоактивном регионе воздействовать на атмосферное электричество и ионосферу? // Физика Земли. № 3. С. 3−11. 2022. https://doi.org/10.31857/5000233372?930097
- 11. Фаткуллин М.Н., Зеленова Т.И., Козлов В.К., Легенька А.Д., Соболева Т.Н. Эмпирические модели среднеширотной ионосферы. М.: Наука, 256 с. 1981.
- 12. Bilitza D., Altadill D., Truhlik V., Shubin V., Galkin I., Reinisch B., Huang X. International Reference Ionosphere 2016: From ionospheric climate to real-time weather predictions // Space Weather. V. 15. N 2. P. 418–429. 2017. https://doi.org/10.1002/2016SW001593
- 13. Denisenko V.V., Biernat H.K., Mezentsev A.V., Shaidurov V.A., Zamay S.S. Modification of conductivity due to acceleration of the ionospheric medium // Ann. Geophys. V. 26. N 8. P. 2111−2130. 2008. https://doi.org/10.5194/angeo-26-2111-2008
- 14. Denisenko V.V., Rozanov E.V., Belyuchenko K.V., Bessarab F.S., Golubenko K.S., Klimenko M.V. Simulation of the ionospheric electric field perturbation associated with an increase in radon emanation / Atmosphere, Ionosphere, Safety. Proceedings of VIII International Conference / Eds. O.P.Borchevkina, M.G.Golubkov, I.V.Karpov. Kaliningrad: Algomat, P. 117−121. 2023.
- 15. Denisenko V.V., Rycroft M.J. WWLLN data used to model the global ionospheric electric field generated by thunderstorms // Ann. Geophys. − Italy. V. 65. N 5. ID PA536. 2022. https://doi.org/10.4401/ag-8821
- 16. Denisenko V.V., Rycroft M.J. Seasonal dependence of the equatorial electrojets generated by thunderstorms // Adv. Space Res. V. 73. N 7. P. 3464−3471. 2023. https://doi.org/10.1016/j.asr.2023.08.017
- 17. Denisenko V.V., Rycroft M.J., Harrison R.G. Mathematical simulation of the ionospheric electric field as a part of the global electric circuit // Surv. Geophys. V. 40. N 1. P. 1−35. 2019. https://doi.org/10.1007/s10712-018-9499-6
- 18. Denisenko V.V., Zamay S.S. Electric field in the equatorial ionosphere // Planet. Space Sci. V. 40. N 7. P. 941−952. 1992. https://doi.org/10.1016/0032-0633 (92)90134-A
- 19. Golubenko K., Rozanov E., Mironova I., Karagodin A., Usoskin I. Natural sources of ionization and their impact on atmospheric electricity // Geophys. Res. Let. V. 47. N 12. ID e2020GL088619. 2020. https://doi.org/10.1029/2020GL088619
- 20. Harrison R.G., Aplin K.L., Rycroft M.J. Atmospheric electricity coupling between earthquake regions and the ionosphere // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 72. N 5−6. P. 376−381. 2010. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2009.12.004
- 21. Hedin A.E. Extension of the MSIS thermospheric model into the middle and lower atmosphere // J. Geophys. Res. – Space. V. 96. N 2. P. 1159−1165. 1991. https://doi.org/10.1029/90JA02125
- 22. Klimenko M.V., Klimenko V.V., Zakharenkova I.E., Pulinets S.A., Zhao B., Tsidilina M.N. Formation mechanism of great positive TEC disturbances prior to Wenchuan earthquake on May 12, 2008 // Adv. Space Res. V. 48. N 3. P. 488−499. 2011. https://doi.org/10.1016/j.asr.2011.03.040
- 23. Krider E.P., Roble R.G., et al. The Earth’s electrical environment. Washington, DC: The National Academies Press. 279 p. 1986. https://doi.org/10.17226/898
- 24. Molchanov O., Hayakawa M. Seismo-electromagnetics and related phenomena: history and latest results. Tokyo: TERRAPUB. 189 p. 2008.
- 25. Nesterov S.A., Denisenko V.V. The influence of the magnetic field on the quasistationary electric field penetration from the ground to the ionosphere // J. Phys. Conf. Ser. V. 1715. ID 012020. 2021. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1715/1/012020
- 26. Pulinets S., Ouzounov D., Karelin A., Boyarchuk K. Earthquake precursors in the atmosphere and ionosphere. New Concepts. Dordrecht: Springer Nature. 294 p. 2022. https://doi.org/10.1007/978-94-024-2172-9
- 27. Siingh D., Singh R.P., Kamra A.K., Gupta P.N., Singh R., Gopalakrishnan V., Singh A.K. Review of electromagnetic coupling between the Earth’s atmosphere and the space environment // J. Atmos. Sol.-Terr. Phy. V. 67. N 6. P. 637–658. 2005. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2004.09.006
- 28. Thebault E., Finlay C.C., Beggan C.D., et al. International Geomagnetic Reference Field: the 12th generation // Earth Planets Space. V. 67. N 1. ID 79. 2015. https://doi.org/10.1186/s40623-015-0228-9
- 29. Xu T., Hu Y., Wu J., Wu Z., Li C., Xu Z., Suo Y. Anomalous enhancement of electric field derived from ionosonde data before the great Wenchuan earthquake // Adv. Space Res. V. 47. N 6. P. 1001−1005. 2011. https://doi.org/10.1016/j.asr.2010.11.006
