Атмосферные проявления от геодинамической активности сильного землетрясения М=7.5 (о. Сулавеси) по данным космического мониторинга

По спутниковым данным ATOVS (КА NOAA/POES) и OMI (КА AURA) изучались атмосферные возмущения, возникшие над экваториальной зоной Юго-Восточной Азии осенью 2018 г. как реакция на проявления геодинамической активности сильного землетрясения с магнитудой М=7.5 (о. Сулавеси, Индонезия) [1-5]. За исследуемый период, с 20 сентября по 5 октября, сформирован архив спутниковой информации по температуре и влажности на различных изобарических уровнях в диапазоне от 1000 до 100 гПа, а также по малым газовым примесям (озону и двуокиси серы) для нижней стратосферы. Разработана методика анализа температурных профилей и влажности во время сильной сейсмической активности Сулавесского феномена [6, 7].
Обнаружено, что во время сейсмической активности в экваториальной зоне Индонезии коэффициент корреляции между температурными рядами на уровнях 1000-250 гПа положительный, т.е. вариации температуры в тропосфере (реакции на воздействие геофизических факторов) происходят согласованно. В тоже время значения коэффициента корреляции между температурными рядами в возмущенной атмосфере на уровнях 250 гПа и 100 гПа равен -0,8, что характеризует противоположность процессов, происходящих в температурном поле верхней тропосферы и нижней стратосферы. За час до сильного землетрясения, и возникновения цунами, в 9 часов (UTC) 28 сентября, обнаружен «скачок» температуры на уровне 250 гПа.
По данным ATOVS/POES над исследуемым регионом построены разностные карты аномалий температурного поля на изобарических поверхностях 950 и 100 гПа. Выявлено, что 28 сентября над сейсмоактивным районом о. Сулавеси (включая эпицентр, очаговую область и зону подготовки) температуры на уровне 950 гПа были ниже среднего значения. Очаг землетрясения М=7,5 расположен между двумя аномальными областями с повышенными значениями температур. Для количественной оценки процессов формирования и развития температурных аномалий в исследуемый период рассчитывался модифицированный индекс аномальности [8] для каждой изобарической поверхности в диапазоне от 1000 до 100 гПа. Обнаружено, что понижение индекса аномальности в тропосфере происходит за 6-8 дней до основного сейсмособытия, в нижней стратосфере в этот временной промежуток наблюдается повышение индекса аномальности (эффект атмосферной «бабочки»). В районе тропопаузы на уровне 250 гПа, за час до подводного землетрясения и цунами, обнаружен «скачок» температуры. В этот момент в приземном слое (1000-850 гПа) над очаговой областью наблюдался рост относительной влажности. Снижение этого параметра произошло в тропосферном слое (850-300 гПа), а в районе тропопаузы (300-200 гПа) – резкое увеличение относительной влажности.
В качестве продолжения кооперативных явлений Сулавесского феномена отметим, что примерно в 550 км от эпицентра землетрясения М=7,5 3 октября (08:44 UTC) произошло извержение стратовулкана Сопутан, которое длилось 6 минут. Образовался пепловый шлейф, поднявшийся до высоты 5,8 км [9]. В этот же день в нижней стратосфере над о. Сулавеси обнаружена аномальная область с пониженными значениями озона. Через сутки, 4 октября, выявлена аномалия диоксида серы, продукта извержения, которое просуществовало несколько дней, двигаясь в направлении северо-запада в тропики северного полушария. Погрешность оценки озона и диоксида серы ~1 DU, где 1DU=2,69*1016 молекул/см2.
Таким образом, исследован феномен Cулавесского землетрясения (М=7.5) по данным космического мониторинга. Детально изучены кооперативные явления, связанные с взаимодействием геодинамики и атмосферы, например, эффект атмосферной «бабочки» над районом сильнейшего землетрясения. Обнаружен «скачок» температуры в районе тропопаузы за час до этого подводного землетрясения и цунами. В приземном слое 1000-850 гПа над очаговой областью в этот момент наблюдается рост относительной влажности. Снижение этого параметра происходит в тропосферном слое (850-300 гПа), а в районе тропопаузы (300-200 гПа) – резкое увеличение относительной влажности. Возникшая вулканическая активность в районе землетрясения вызвала заметные вариации в распределении общего содержания озона, а выбросы пеплового шлейфа привели к образованию аномалии озона и формированию облака диоксида серы.