Аномалии температуры в верхней тропосфере и нижней стратосфере в сейсмически активном регионе Центральной Азии

Одним из самых активных с сейсмической точки зрения в Центральной Азии является регион, ограниченный координатами 3442 с.ш. и 6876 в.д. Этот регион является частью зоны столкновения Евразийской и Индостанской тектонических плит, которые сходятся с относительной скоростью 4050 мм в год, обуславливая высокую интенсивностью сейсмических событий. Согласно данным мирового каталога Геологической службы США (USGS) за последние два десятилетия здесь произошло 27 землетрясений с магнитудами M≥6,0. Чтобы результаты проводимого исследования были более убедительными и корректными, в качестве примера для демонстрации особенностей воздействия землетрясений на атмосферу выбран непрерывный период всплеска сейсмической активности с октября 2015 г. по ноябрь 2016 г., в течение которого произошло 200 землетрясений с магнитудами M≥4,5 и 6 крупных событий с M6,0, которые и были проанализированы в настоящем исследовании.
Наш подход к исследованию предсейсмических возмущений основан на использовании данных наблюдений за эволюцией вертикальной структуры температуры верхней тропосферы и нижней стратосферы и анализе особенностей пространственно-временной изменчивости с учетом связи между вариациями температуры на различных изобарических уровнях (Свердлик, 2024). Особенности вертикальной структуры этой области атмосферы проявляются в изменениях профилей коэффициента линейной регрессии между высотой и температурой тропопаузы, которые имеют типичную S-образную форму с отрицательными коэффициентами корреляции выше тропопаузы (100 гПа) и положительными значениями в верхней тропосфере (300 гПа) (Meng et al., 2021). Наблюдения за изменениями температуры на этих двух уровнях лежали в основе разработанного алгоритма обработки спутниковых данных (Свердлик, 2021). Интенсивность вариаций температуры оценивалась путем сравнения скользящих дисперсий VAR в коротком STA и длинном LTA временных окнах: R = VARSTA / VARLTA с последующим вычислением интегральных параметров аномальных вариаций TC (T). Идентификация предсейсмических аномалий температуры основывалась на известных положениях критерия DTST (Deviation-Time-Space-Thermal) (Qin et al., 2013).
Несмотря на сильную изменчивость температуры в области тропопаузы разработанный алгоритм позволил выделить и идентифицировать устойчивые в пространстве и времени тепловые аномалии, которые формировались в очевидной пространственно-временной связи с шестью землетрясениями M6,0. Особенность выявленных предсейсмических возмущений состояла в том, что пространственное распределение тепловых аномалий перед землетрясениями с глубоким гипоцентром (D200 км) было значительно более широким. Наиболее интенсивные тепловые аномалии наблюдались за 16 суток до событий. Синхронизация аномалий и сильных землетрясений по времени и в пространстве полностью соответствует критериям DTST и позволяет предположить единую природу их формирования и общность протекающих при этом физических процессов.