Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов

Приведен обзор работ, посвященных исследованию недельного цикла изменений различных параметров окружающей среды. Проведена систематизация существующих исследований в зависимости от территории, для которой выполнялись расчеты, и от параметров, в которых был обнаружен недельный цикл. Рассмотрены неде...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2012
Hauptverfasser:	Пазнухов, А.В., Ямпольский, Ю.М., Занимонский, Е.М., Соина, А.В.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Радіоастрономічний інститут НАН України 2012
Schriftenreihe:	Радиофизика и радиоастрономия
Schlagworte:	Радиофизика геокосмоса
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98250
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов / А.В. Пазнухов, Ю.М. Ямпольский, Е.М. Занимонский, А.В. Соина // Радиофизика и радиоастрономия. — 2012. — Т. 17, № 1. — С. 67–73. — Бібліогр.: 21 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98250
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-982502025-02-23T17:52:37Z Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов Пошук “вікенд ефекту” у варіаціях інтенсивності природних ННЧ шумів Search of “weekend effect” in the intensity of natural VLF noise variations Пазнухов, А.В. Ямпольский, Ю.М. Занимонский, Е.М. Соина, А.В. Радиофизика геокосмоса Приведен обзор работ, посвященных исследованию недельного цикла изменений различных параметров окружающей среды. Проведена систематизация существующих исследований в зависимости от территории, для которой выполнялись расчеты, и от параметров, в которых был обнаружен недельный цикл. Рассмотрены недельные вариации температуры воздуха, атмосферного давления, количества землетрясений, концентрации тропосферного озона, количества лесных пожаров и других параметров. Исследованы семидневные вариации в уровне СНЧ шумов на основе данных, полученных на Украинской антарктической станции “Академик Вернадский” и в Низкочастотной обсерватории Радиоастрономического института Национальной академии наук Украины в селе Мартовое Харьковской области (Украина). Предложена гипотеза, объясняющая возможное влияние техногенной деятельности на глобальную грозовую активность A review of papers that cover investigation of weekly cycle in different parameters of the environment is made. Present investigations are systematized subject to the terrain for which calculations were provided and to parameters for which weekly cycle discovered. Weekly variations of air temperature, atmospheric pressure, number of earthquakes, concentration of troposphere ozone, number of wildfires and other parameters are investigated. Seven-day variations in a power of ELF noise are investigated employing the data received from Ukrainian Antarctic Station “Akademik Vernadsky” and Low Frequency Observatory of the Institute of Radio Astronomy of the National Academy of Sciences of Ukraine in Martove (Ukraine). A hypothesis that explains probable influence of anthropogenic activity to the global thunderstorm activity is offerred. Наведено огляд робіт, присвячених дослідженню тижневого циклу змін різних параметрів довкілля. Систематизовано існуючі дослідження в залежності від території, для якої виконувались розрахунки, та від параметрів, у яких було виявлено тижневий цикл. Розглянуто тижневі варіації температури повітря, атмосферного тиску, кількості землетрусів, концентрації тропосферного озону, кількості лісових пожеж та інших параметрів. Досліджено семиденні варіації у рівні ННЧ шумів на основі даних, отриманих на Українській антарктичній станції “Академік Вернадський” та в Низькочастотній обсерваторії Радіоастрономічного інституту Національної академії наук України в селі Мартове Харківської області (Україна). Запропонована гіпотеза, яка пояснює можливий вплив техногенної діяльності на глобальну грозову активність. Работа выполнена в рамках ведомственной НИР “Ятаган-2” НАН Украины, а также НИР “Шпицберген-2011” НАН Украины. Авторы благодарят зимовщиков УАС “Академик Вернадский” и сотрудников НЧО РИ НАНУ, а также Колоскова А. В. за многочисленные полезные замечания. Мы признательны также участникам семинара Отдела радиофизики геокосмоса РИ НАНУ за плодотворные обсуждения материалов этой работы. 2012 Article Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов / А.В. Пазнухов, Ю.М. Ямпольский, Е.М. Занимонский, А.В. Соина // Радиофизика и радиоастрономия. — 2012. — Т. 17, № 1. — С. 67–73. — Бібліогр.: 21 назв. — рос. 1027-9636 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98250 550.388.2 ru Радиофизика и радиоастрономия application/pdf Радіоастрономічний інститут НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Радиофизика геокосмоса Радиофизика геокосмоса
spellingShingle	Радиофизика геокосмоса Радиофизика геокосмоса Пазнухов, А.В. Ямпольский, Ю.М. Занимонский, Е.М. Соина, А.В. Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов Радиофизика и радиоастрономия
description	Приведен обзор работ, посвященных исследованию недельного цикла изменений различных параметров окружающей среды. Проведена систематизация существующих исследований в зависимости от территории, для которой выполнялись расчеты, и от параметров, в которых был обнаружен недельный цикл. Рассмотрены недельные вариации температуры воздуха, атмосферного давления, количества землетрясений, концентрации тропосферного озона, количества лесных пожаров и других параметров. Исследованы семидневные вариации в уровне СНЧ шумов на основе данных, полученных на Украинской антарктической станции “Академик Вернадский” и в Низкочастотной обсерватории Радиоастрономического института Национальной академии наук Украины в селе Мартовое Харьковской области (Украина). Предложена гипотеза, объясняющая возможное влияние техногенной деятельности на глобальную грозовую активность
format	Article
author	Пазнухов, А.В. Ямпольский, Ю.М. Занимонский, Е.М. Соина, А.В.
author_facet	Пазнухов, А.В. Ямпольский, Ю.М. Занимонский, Е.М. Соина, А.В.
author_sort	Пазнухов, А.В.
title	Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов
title_short	Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов
title_full	Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов
title_fullStr	Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов
title_full_unstemmed	Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов
title_sort	поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных снч шумов
publisher	Радіоастрономічний інститут НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Радиофизика геокосмоса
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98250
citation_txt	Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов / А.В. Пазнухов, Ю.М. Ямпольский, Е.М. Занимонский, А.В. Соина // Радиофизика и радиоастрономия. — 2012. — Т. 17, № 1. — С. 67–73. — Бібліогр.: 21 назв. — рос.
series	Радиофизика и радиоастрономия
work_keys_str_mv	AT paznuhovav poiskuikendéffektavvariaciâhintensivnostiprirodnyhsnčšumov AT âmpolʹskijûm poiskuikendéffektavvariaciâhintensivnostiprirodnyhsnčšumov AT zanimonskijem poiskuikendéffektavvariaciâhintensivnostiprirodnyhsnčšumov AT soinaav poiskuikendéffektavvariaciâhintensivnostiprirodnyhsnčšumov AT paznuhovav pošukvíkendefektuuvaríacíâhíntensivnostíprirodnihnnčšumív AT âmpolʹskijûm pošukvíkendefektuuvaríacíâhíntensivnostíprirodnihnnčšumív AT zanimonskijem pošukvíkendefektuuvaríacíâhíntensivnostíprirodnihnnčšumív AT soinaav pošukvíkendefektuuvaríacíâhíntensivnostíprirodnihnnčšumív AT paznuhovav searchofweekendeffectintheintensityofnaturalvlfnoisevariations AT âmpolʹskijûm searchofweekendeffectintheintensityofnaturalvlfnoisevariations AT zanimonskijem searchofweekendeffectintheintensityofnaturalvlfnoisevariations AT soinaav searchofweekendeffectintheintensityofnaturalvlfnoisevariations
first_indexed	2025-11-24T06:02:51Z
last_indexed	2025-11-24T06:02:51Z
_version_	1849650495295062016
fulltext	ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 67 Радиофизика и радиоастрономия. 2012, Т. 17, № 1, c. 67–73 А. В. ПАЗНУХОВ, Ю. М. ЯМПОЛЬСКИЙ, Е. М. ЗАНИМОНСКИЙ, А. В. СОИНА Радиоастрономический институт НАН Украины, ул. Краснознаменная, 4, г. Харьков, 61002, Украина E-mail: paznukhov@rian.kharkov.ua ÏÎÈÑÊ “ÓÈÊÅÍÄ ÝÔÔÅÊÒÀ” Â ÂÀÐÈÀÖÈßÕ ÈÍÒÅÍÑÈÂÍÎÑÒÈ ÏÐÈÐÎÄÍÛÕ ÑÍ× ØÓÌÎÂ Приведен обзор работ, посвященных исследованию недельного цикла изменений различных параметров окружающей среды. Проведена систематизация существующих исследований в зависимости от территории, для которой выполнялись расче- ты, и от параметров, в которых был обнаружен недельный цикл. Рассмотрены недельные вариации температуры возду- ха, атмосферного давления, количества землетрясений, концентрации тропосферного озона, количества лесных пожа- ров и других параметров. Исследованы семидневные вариации в уровне СНЧ шумов на основе данных, полученных на Украинской антарктической станции “Академик Вернадский” и в Низкочастотной обсерватории Радиоастрономичес- кого института Национальной академии наук Украины в селе Мартовое Харьковской области (Украина). Предложена гипотеза, объясняющая возможное влияние техногенной деятельности на глобальную грозовую активность. Ключевые слова: “уикенд эффект”, недельные вариации, техногенная активность, шумановский резонатор, грозовая активность УДК 550.388.2 © А. В. Пазнухов, Ю. М. Ямпольский, Е. М. Занимонский, А. В. Соина, 2012 1. Ñîâðåìåííîå ñîñòîÿíèå èññëåäîâàíèé íåäåëüíûõ âàðèàöèé ïàðàìåòðîâ îêðóæàþùåé ñðåäû В последнее время исследование техногенного влияния на параметры окружающей среды при- влекает все большее внимание ученых. Это обус- ловлено ростом объемов выбросов загрязняющих веществ, а также тем, что влияние стихийных бед- ствий на человечество с каждым годом увеличи- вается. В то же время нет общепринятого крите- рия, который бы давал количественное описание это- го влияния. Одно из проявлений техногенного воз- действия – это наличие недельных вариаций в раз- личных параметрах состояния окружающей среды. Следует отметить, что естественные 7-дневные вариации в природе отсутствуют и могут являться только следствием человеческой деятельности. Данной проблеме посвящено множество статей, в них, как правило, исследуются семидневные цик- лы одного либо нескольких параметров в каком- либо локальном регионе планеты. А влияние тех- ногенной деятельности на природу в глобальном масштабе изучено мало. В настоящей работе проведена систематизация существующих публика- ций по указанной тематике, а также осуществлен поиск недельных вариаций в уровне глобальной гро- зовой активности на основе СНЧ данных, получен- ных на Украинской антарктической станции (УАС) “Академик Вернадский” и в Низкочастотной обсер- ватории (НЧО) под Харьковом в селе Мартовое. Природные процессы подчинены различным естественным циклам, таким, как смена дня и ночи, времен года, фаз Луны, активности Солнца. Эти циклы так или иначе отражаются на жизни общества, однако для ее упорядочения возник еще один “рукотворный” цикл – семидневный. Обычай измерять время семидневной неделей пришел к нам из Древнего Вавилона и, по-видимому, связан с изменением фаз Луны. С развитием промышленности стало возможным говорить о влиянии связанных с этим процессом факторов на окружающую среду, в частности об измене- нии некоторых ее параметров, таких, как темпе- ратура, прозрачность, давление, состав земной атмосферы, в зависимости от дня недели. В дан- ном случае ключевую роль, как считает боль- шинство исследователей, играет уменьшение воздействия деятельности человека на окружа- ющую среду (сокращение выбросов загрязняю- щих веществ, электромагнитного загрязнения, транспортных потоков и др.) в выходные дни. Исследования в области недельных вариаций параметров окружающей среды являются акту- альными в связи с возросшей техногенной нагруз- кой на различные оболочки Земли: литосферу, гид- росферу, атмосферу, магнитосферу. Наиболее вос- приимчива к техногенному воздействию атмо- сфера, и изменения ее параметров заметны более всего. Этим и объясняется тот факт, что большин- 68 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 А. В. Пазнухов, Ю. М. Ямпольский, Е. М. Занимонский, А. В. Соина ство исследований в этой области посвящено изу- чению вариаций метеорологических параметров. Недельные вариации различных природных фак- торов были замечены еще в середине прошлого века, однако основные исследования данного яв- ления приходятся на конец 90-х гг. XX в. – начало XXI в. Тем не менее проблема изучена недоста- точно. Анализируемые исследования проводились во многих странах Европы, в США, Японии и Китае. Родоначальниками этих работ можно счи- тать испанских и советских ученых [1–3]. 1.1. Ýôôåêò âûõîäíûõ äíåé (“óèêåíä ýôôåêò”) â ìåòåîïàðàìåòðàõ Одним из параметров, в котором чаще всего об- наруживается недельный ход, является темпера- тура воздуха. В работе испанских ученых [1] был применен кластерный анализ. Первый кластер объединяет территории, на которых большую часть года не наблюдается снегового покрова, а второй кластер – территории, большую часть года находящиеся под снеговым либо ледниковым покровом. В первом случае минимум температу- ры воздуха приходится на субботу, а во втором – на середину недели (рис. 1). В работе [2] был обнаружен недельный цикл вариаций погодных параметров по данным ме- теостанций Западной Европы, полученным в пе- риод с 1961 по 2004 гг. Подобные работы проводились немецкими исследователями [4] в странах континентальной Европы и Исландии. Были проанализированы данные 158 метеостанций. Авторы отмечают на- личие зависимости температуры от дня недели. Максимум температуры приходится на вторник в Великобритании и Исландии и среду в Швеции и Норвегии. Минимум в Германии наблюдается в субботу в период с 1991 по 2005 гг. В [5], ориентируясь на данные метеостанций США, Мексики, Китая и Японии, авторы утверж- дают, что эффект выходных дней (ЭВД) – гло- бальное явление. В этой статье было уделено вни- мание пространственной протяженности “уикенд эффекта” и оценкам возможных погрешностей его идентификации. Из 5000 метеостанций в США, были выбраны те, на которых проводились систе- матические измерения в течение всей недели. По этим данным был выявлен ЭВД, который особенно четко проявляется на западе страны. Причем наиболее явно ЭВД прослеживался в 60-е и 70-е гг. XX в. Вероятно, это связано с тем, что в тот период времени мало внимания уделя- лось защите окружающей среды. Следует отме- тить, что для большинства регионов США этот эффект заметнее проявляется в летний период. В прошедшие 20 лет были отмечены также не- дельные вариации температуры в Японии и Китае. Для этих стран осуществлялся поиск 28-дневного лунного цикла, однако его проявление не было об- наружено. Поиск семидневных вариаций на Ти- бетском плато на высотах более 2000 м был так- же проведен в работе [5]. Выбор этого региона обус- ловлен его значительной удаленностью от крупных промышленных центров. По данным большинства из 71 метеостанции в этом регионе за период с 1961 по 2004 гг. были отмечены семидневные вариации. В результате было установлено, что заметное про- явление ЭВД зависит от сезонных и пространствен- ных факторов. Кроме того, влияние на него оказы- вает степень урбанизации изучаемого региона. В целом все проведенные исследования позволяют авторам утверждать, что явление носит глобаль- ный характер. Некоторые исследователи отме- чают, что недельный погодный цикл меняется в зависимости от времени года. Например, в Се- верной Америке зимой выпадает большее коли- чество осадков в середине недели, чем в выходные дни, в то время как летом наблюдается противопо- ложная тенденция [6]. Испанские ученые обнару- жили, что давление воздуха в Западной Европе, как правило, в середине рабочей недели ниже, чем в выходные дни. Все эти исследования свидетель- ствуют о том, что влияние человеческой деятель- ности на погоду выходит за рамки локальных эф- фектов и носит глобальный характер. Рис. 1. Недельный цикл отклонений температуры воздуха от средних значений для 2-х кластеров. Рисунок взят из работы [1] ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 69 Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов 1.2. ЭВД в концентрации загрязнителей атмосферы Известно, что сажа, аэрозоли, пыль и другие техно- генные загрязнители атмосферы могут оказывать воздействие на погоду. Например, частицы сажи могут нагревать окружающий воздух, а частицы пыли – становиться ядрами конденсации влаги и формирования облаков. В выходные дни коли- чество выбросов от стационарных промышленных источников и автотранспорта существенно умень- шается, что отражается на параметрах окружаю- щей среды. Недельные циклы не были обнаруже- ны в Великобритании, возможно, потому, что по- года здесь находится под сильным влиянием Атлантики – слишком большой климатической системы, чтобы недельные колебания уровня заг- рязнения воздуха могли на нее повлиять. Амери- канские ученые обнаружили, что в США грозо- вые облака, наблюдающиеся в середине недели, имели бóльшую высоту и приносили большее ко- личество осадков, чем те, которые возникали в конце недели. Причиной этого является загрязне- ние воздуха, которое выше в середине недели и приводит к уменьшению средней величины капель. Капельки малого размера могут подниматься вос- ходящими потоками на бóльшую высоту, благо- даря чему гроза существует дольше и приносит большее количество осадков [7]. 1.3. ЭВД в других параметрах состояния окружающей среды Приведем еще один пример, который относится к другой области исследований, а именно – к фи- зике магнитосферы Земли. В работе [8] рассмот- рен вопрос о существовании ЭВД в вариациях частоты появления геомагнитных пульсаций типа Pc1, которые возбуждаются в магнитосфере в виде ионно-циклотронных волн. В результате ана- лиза 35-летнего массива данных [9] Геофизичес- кой обсерватории “Борок” ИФЗ РАН обнаружены семидневные вариации частоты появления геомаг- нитных пульсаций типа Рс1, максимум которых приходится на выходные дни [10–12]. Обнаружен также ЭВД в вариациях Ap- и aa-индекса, отра- жающих глобальную геомагнитную активность. Была предпринята попытка найти ЭВД в сейс- мической активности [13]. На рис. 2 видно, что максимум числа землетрясений приходится на субботу – воскресенье, а минимум – на вторник. Российскими учеными были исследованы не- дельные вариации частоты возникновения лес- ных пожаров в Якутии [14]. Авторы отмечают, что в середине недели наблюдается увеличение количества гроз, которые являются естествен- ной причиной возникновения пожаров. Но в то же время максимум возгораний приходится на вы- ходные, что, по-видимому, является следствием социального фактора. 1.4. Недельные вариации концентрации тропосферного озона Кроме того, были выявлены недельные вариации концентрации тропосферного озона в США (Ка- лифорния), Испании, Германии и других странах [15, 16]. Содержание озона в выходные дни в боль- шинстве случаев повышается в среднем на 10 % (рис. 3). Однако подобная зависимость не была обнаружена в окрестностях Вены (Австрия). Следует заметить, что одной из причин изме- нения метеорологических параметров в зависи- мости от дня недели большинство ученых считает вариации концентрации аэрозолей в атмосфере. Однако для точного понимания механизма тако- го явления, во-первых, необходимо выяснить, какой именно аэрозоль влияет на этот процесс, а во-вторых, насколько существенным оказы- вается это влияние. На сегодня известно несколь- ко публикаций, исследующих ЭВД в концентра- ции аэрозолей, например [17, 18]. Авторами была отмечена зависимость аэрозольной оптической толщины от дня недели. Наблюдалось уменьше- ние этого значения в понедельник и воскресенье как в Европе (Франция, Италия), так и в Азии (Китай). Рис. 2. Глобальное распределение количества землетрясений по дням недели. Рисунок взят из работы [13] 70 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 А. В. Пазнухов, Ю. М. Ямпольский, Е. М. Занимонский, А. В. Соина Корейские ученые отмечают, что, кроме тех- ногенных, существуют также природные факто- ры, приводящие к возникновению эффекта вы- ходных дней. К примеру, на вариации в метеопа- раметрах могут оказывать воздействие волны Россби [19]. На территории бывшего СССР работы по вы- явлению семидневных вариаций метеопараметров проводились в начале 90-х годов прошлого века. В работе, опубликованной в трудах Главной гео- физической обсерватории им. А. И. Воейкова в 1990 г., был проведен анализ семидневных ва- риаций количества атмосферных осадков в 16 больших городах европейской части СССР. Ценность проведенных исследований состоит в том, что достаточно надежно и убедительно ус- тановлена именно техногенная причина возник- новения недельных вариаций. 2. Íåäåëüíûå âàðèàöèè óðîâíÿ ÑÍ× øóìîâ Авторами настоящей публикации было проведе- но собственное исследование в рамках данной про- блемы. В качестве исследуемого явления была выбрана глобальная грозовая активность, которая, как известно, сильнее всего проявляется в сверх- низкочастотном (СНЧ) диапазоне от 3 до 300 Гц за счет возбуждения природного глобального резо- натора, образованного поверхностью Земли и ниж- ней границей ионосферы. Это так называемый шу- мановский резонатор (ШР). В спектре электромаг- нитных шумов в этом диапазоне отчетливо прояв- ляются несколько резонансных максимумов вблизи 8, 14 и 21 Гц. Радиоастрономическим институтом Национальной академии наук Украины более 10 лет проводятся систематические измерения в этом ди- апазоне на УАС “Академик Вернадский” [20] и в НЧО под Харьковом в селе Мартовое [21]. С использованием многолетней базы данных СНЧ шумов в диапазоне ШР, полученных на УАС и в НЧО, авторами был проведен поиск недель- ных вариаций интенсивности глобальной грозовой активности. Для обработки был взят трехлетний массив данных за 2007–2009 гг. В каждом пункте регистрировались две горизонтальные компо- ненты магнитного поля. В обоих пунктах одна из антенн регистрировала сигналы, распростра- няющиеся в направлении север – юг, другая – в направлении восток – запад. Для систематического поиска недельных ва- риаций уровня ШР массивы данных разбивались на 7-дневные интервалы, а затем методом наложе- ния эпох вычислялся их средний ход. На рис. 4 представлена недельная зависимость мощности СНЧ сигнала, регистрируемого в Антарктике, в час- тотном диапазоне 5 25÷ Гц. На рис. 4, а показана суммарная мощность горизонтальных составляю- щих (“север – юг” и “восток – запад”) вариаций магнитного поля, а на рис. 4, б – мощности каждой горизонтальной компоненты в отдельности. По оси абсцисс отложены дни недели, по оси ординат – мощность в относительных единицах. Кривая, от- меченная квадратиками, (рис. 4, б), представляет ход мощности в канале “север – юг”, а кривая, отмеченная точками, – в канале “восток – запад”. Из рисунка видно, что вариации полной мощности горизонтальной составляющей СНЧ поля и отдель- ных компонент существенно изменяются в зависи- мости от дня недели. Минимум приходится на се- редину недели, а максимум – на воскресенье. Была проведена также аналогичная обработка данных, полученных в НЧО в селе Мартовое (рис. 5). Однако в этом случае мы не можем говорить об обнаружении эффекта, поскольку в НЧО сигнал сильно подвержен влиянию мест- ных электромагнитных помех и локальных гроз. На антарктической станции эти факторы практи- чески отсутствуют. Следует отметить, что недельный ход мощно- сти полной горизонтальной компоненты в диапа- зоне от 7.5 до 8.5 Гц, соответствующем полосе частот первого, наиболее интенсивного, макси- мума ШР, практически полностью повторяет ход мощности в диапазоне от 5 до 25 Гц, поэтому здесь он не приведен. Рис. 3. Семидневные вариации концентрации тропосферно- го озона. Рисунок взят из работы [16]: – – – город; – – – пригород; – – – село; – – – фон ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 71 Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов Исключение из анализируемых данных годовых вариаций уровня мощности за период времени с августа 2005 г. по июль 2009 г. приводит к более заметным недельным вариациям. На рис. 6 по- казан недельный ход СНЧ шумов в Антарктике в диапазоне от 5 до 25 Гц по данным с исклю- ченным годовым трендом. Тренд вычислялся усреднением по соответствующим дням, мето- дом наложения эпох, а затем сглаживался сколь- зящим окном длительностью 20 суток. Ампли- туда относительных вариаций уровня глобальной грозовой активности до удаления годового тренда составляла приблизительно 1.6 %, а после прове- дения этой процедуры оказалась на уровне при- мерно 2.4 %. 3. Âûâîäû 1. В ходе аналитического обзора большого числа работ в области метеорологии и климатологии установлено наличие семидневного цикла вариа- ций различных атмосферных параметров, отож- дествляемых со следствиями техногенной актив- ности. 2. Систематический анализ многолетних дан- ных СНЧ наблюдений, проведенных Радиоастро- номическим институтом в Антарктике и в Украине, позволил обнаружить недельные вариации интен- сивности полей шумановского резонатора, имею- щие, по-видимому, техногенное происхождение. 3. В качестве рабочей гипотезы, которая объяс- няет наличие недельных вариаций в поведении мощности СНЧ шумов, авторы предлагают сле- дующее объяснение. В течение рабочей недели выбросы промышленных предприятий приводят к увеличению количества ядер конденсации (аэро- золей, частичек сажи и пыли) и, как следствие, к уменьшению прозрачности атмосферы, что ухуд- Рис. 4. Недельный ход мощности СНЧ сигнала на УАС “Ака- демик Вернадский” в диапазоне 5 25÷ Гц: а) суммарная мощ- ность; б) мощность отдельно для двух компонент “восток – запад” (шкала слева) и “север – юг” (шкала справа) Рис. 5. Недельный ход мощности СНЧ сигнала в НЧО в селе Мартовое в диапазоне 5 25÷ Гц отдельно для двух компо- нент: “восток – запад” (шкала слева) и “север – юг” (шкала справа) Рис. 6. Недельный ход мощности СНЧ шумов в Антарктике в диапазоне от 5 до 25 Гц, усредненный за период с августа 2005 г. по июль 2009 г. с удаленным годовым трендом 72 ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 А. В. Пазнухов, Ю. М. Ямпольский, Е. М. Занимонский, А. В. Соина шает прогрев поверхности Земли. Это влечет за собой снижение интенсивности испарений, ос- лабление процессов образования облачности и гро- зовой активности. В выходные дни техногенные выбросы в атмосферу уменьшаются, поверхность прогревается сильнее, испарение увеличивается и грозовая активность растет. Такое объяснение является лишь предварительной качественной гипотезой и нуждается в моделировании и прове- дении количественных оценок. 4. Отметим также, что в последнее время поиску недельных вариаций уделяется все боль- ше внимания в различных странах мира. На осно- ве анализа большого числа уже опубликованных работ можно говорить не только о глобальном масштабе исследуемого явления, но и о сущест- венном влиянии человеческой деятельности в це- лом на природные системы. 5. Резюмируя проведенный анализ, выделим основные вопросы, которые требуют дальней- шего изучения. Одной из проблем является по- строение модели, описывающей влияние дея- тельности человека на возникновение ЭВД, что позволит прогнозировать данное явление в масш- табе не только всей Земли, но и в отдельно взятых наиболее промышленно развитых регионах. Для лучшего понимания этого влияния необхо- димо продолжать наблюдения в районах с раз- личными климатическими условиями и разной степенью урбанизации с учетом взаимосвязи различных параметров окружающей среды. Дальнейшее изучение недельных вариаций по- зволит полнее понимать степень воздействия деятельности человека на природу, а также сос- тавлять долгосрочные прогнозы изменения па- раметров окружающей среды и даст возмож- ность находить пути решения проблемы техно- генного воздействия на окружающую среду. Работа выполнена в рамках ведомственной НИР “Ятаган-2” НАН Украины, а также НИР “Шпицберген-2011” НАН Украины. Авторы бла- годарят зимовщиков УАС “Академик Вернадс- кий” и сотрудников НЧО РИ НАНУ, а также Колоскова А. В. за многочисленные полезные замечания. Мы признательны также участни- кам семинара Отдела радиофизики геокосмо- са РИ НАНУ за плодотворные обсуждения ма- териалов этой работы. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 01. Tesouro M., De la Torre L., Nieto R., Gimeno L., Ribera P., and Gallego D. Weekly cycle in NCAR–NCEP reanalysis surface temperature data // Atmosfera. – 2005. – Vol. 18, No. 4. – P. 205–209. 02. Sanchez-Lorenzo A., Calbу J., Martin-Vide J., Garcia-Ma- nuel A., Garcнa-Soriano G., and Beck C. Winter “week- end effect” in Southern Europe and its connections with periodicities in atmospheric dynamics // Geophys. Res. Lett. – 2008. – Vol. 35, No. 5. – L15711 (5 pp.). 03. Бернштейн П. Б., Швер Ц. А. Антропогенное влияние на неравномерность внутринедельного хода осадков в го- родах // Труды ГГО. – 1990. – Вып. 532. – С. 162–170. 04. Laux P. and Kunstmann H. Detection of regional weekly weather cycles across Europe // Environ. Res. Lett. – 2008. – Vol. 3. – 044005 (7 pp.). 05. You Q., Kang S., Flügel W.-A., Sanchez-Lorenzo A., Yan Y., Xu Y., and Huang J. Does a weekend effect in diurnal temperature range exist in the eastern and central Tibetan Plateau? // Environ. Res. Lett. – 2009. – Vol. 4. – 045202 (7 pp.). 06. De Forster P. M. and Solomon S. Observations of a “week- end effect” in diurnal temperature range // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2003. – Vol. 100, No. 20. – P. 11225–11230. 07. Bell Thomas L., Yoo Jung-Moon, and Lee Myong-In. Note on the weekly cycle of storm heights over the southeast United States // J. Geophys. Res. – 2009. – Vol. 114, Is. D15 – D15201 (5 pp.). 08. Guglielmi А. and Zotov O. Human impact on the natural geophysical phenomena: Pc1 electromagnetic activity // EGU General Assembly. – Vienna (Austria). – 2006. – A–01013. 09. Матвеева Э. Т. Каталог геомагнитных пульсаций типа Рс1 по наблюдениям на Геофизической обсерватории Борок 1957–1992 г. – М.: ОИФЗ РАН, 1996. 10. Fraser-Smith A. C. Weekend increase in geomagnetic acti- vity // J. Geophys. Res. – 1979. – Vol. 84, No. A5. – P. 2089–2096. 11. Fraser-Smith A. C. Effect of man on the geomagnetic ac- tivity and pulsations // Adv. Space Res. – 1981. – Vol. 1, Is. 2. – P. 455–466. 12. Karinen A., Mursula K., Ulich Th., and Manninen J. Does the magnetosphere behave differently on weekends? // Ann. Geophys. – 2002. – Vol. 20, No. 8. – P. 1137–1142. 13. Зотов О. Д. Эффект выходных дней в сейсмической активности // Физика Земли. – 2007. – № 12. – С. 27–34. 14. Соловьев В. С., Козлов В. И. Исследование особеннос- тей недельных вариаций лесопожарной активности в Якутии // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2009. – Т. 6, № 2. – С. 434–440. 15. Jiménez P., Parra R., Gassу S., and Baldasano J. M. Mode- ling the ozone weekend effect in very complex terrains: a case study in the Northeastern Iberian Peninsula // Atmos. Environ. – 2005. – Vol. 39, Is. 3. – P. 429–444. 16. Bruckmann P. and Wichmann-Fiebig W. The weekend ef- fect and ozone in Europe // EUROTRAC newsletter. – 1997. – No. 19. – Р. 2–9. 17. Bäume D., Rinke R., and Vogel B. Weekly periodicities of Aerosol Optical Thickness over Central Europe – evi- ISSN 1027-9636. Радиофизика и радиоастрономия. Т. 17, № 1, 2012 73 Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов dence of an anthropogenic direct aerosol effect // Atmos. Chem. Phys. – 2008. – Vol. 8, No. 1. – Р. 83–90. 18. Gong D.-Y., Ho C.-H., Chen D., Qian Y., Choi Y.-S., and Kim J. Weekly cycle of aerosol–meteorology interaction over China // J. Geophys. Res. – 2007. – Vol. 112, Is. D22. – D22202 (9 рр.). 19. Kim K.-Y., Park R. J., Kim K.-R., and Na H. Weekend effect: Anthropogenic or natural? // Geophys. Res. Lett. – 2010. – Vol. 37, Is. L09. – L09808 (6 рр.). 20. Колосков А. В., Ямпольский Ю. М. Наблюдения излуче- ния энергосистем Североамериканского континента в Антарктике // Радиофизика и радиоастрономия. – 2009. – Т. 14, № 4. – С. 367–376. 21. Ямпольский Ю. М., Литвиненко Л. Н., Пазнухов В. Е., Колосков А. В., Буданов О. В., Рохман А. Г., Сопин А. А., Кащеев А. С., Занимонский Е. М. Мониторинг природ- ных и техногенных возмущений электромагнитного окружения Земли в сверхнизкочастотном диапазоне // Збірка наукових звітів “Наукові основи, методичне, тех- нічне та інформаційне забезпечення створення системи моніторингу геосистем на території України (GEO–UA)”. – Київ: Видавничий дом “Академперіодика” НАН Ук- раїни. – 2010. – С. 46–59. О. В. Пазнухов, Ю. М. Ямпольський, Є. М. Занімонський, А. В. Соїна Радіоастрономічний інститут НАН України, вул. Червонопрапорна, 4, м. Харків, 61002, Україна ПОШУК “ВІКЕНД ЕФЕКТУ” У ВАРІАЦІЯХ ІНТЕН- СИВНОСТІ ПРИРОДНИХ ННЧ ШУМІВ Наведено огляд робіт, присвячених дослідженню тижневого циклу змін різних параметрів довкілля. Систематизовано іс- нуючі дослідження в залежності від території, для якої вико- нувались розрахунки, та від параметрів, у яких було виявле- но тижневий цикл. Розглянуто тижневі варіації температури повітря, атмосферного тиску, кількості землетрусів, концент- рації тропосферного озону, кількості лісових пожеж та інших параметрів. Досліджено семиденні варіації у рівні ННЧ шумів на основі даних, отриманих на Українській антарктичній станції “Академік Вернадський” та в Низькочастотній обсерваторії Радіоастрономічного інституту Національної академії наук України в селі Мартове Харківської області (Україна). Запро- понована гіпотеза, яка пояснює можливий вплив техногенної діяльності на глобальну грозову активність. A. V. Paznukhov, Y. M. Yampolski, Y. M. Zanimonskiy, and A. V. Soina Institute of Radio Astronomy, National Academy of Sciences of Ukraine, 4, Chervonopraporna St., Kharkiv, 61002, Ukraine SEARCH OF “WEEKEND EFFECT” IN THE INTENSITY OF NATURAL VLF NOISE VARIATIONS A review of papers that cover investigation of weekly cycle in different parameters of the environment is made. Present in- vestigations are systematized subject to the terrain for which calculations were provided and to parameters for which weekly cycle discovered. Weekly variations of air temperature, atmo- spheric pressure, number of earthquakes, concentration of tro- posphere ozone, number of wildfires and other parameters are investigated. Seven-day variations in a power of ELF noise are investigated employing the data received from Ukrainian Ant- arctic Station “Akademik Vernadsky” and Low Frequency Ob- servatory of the Institute of Radio Astronomy of the National Academy of Sciences of Ukraine in Martove (Ukraine). A hy- pothesis that explains probable influence of anthropogenic ac- tivity to the global thunderstorm activity is offerred. Статья поступила в редакцию 25.01.2012

Поиск “уикенд эффекта” в вариациях интенсивности природных СНЧ шумов

Institution

Ähnliche Einträge