СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ НАСТУПЛЕНИЯ КАТАСТРОФИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ Российский патент 2014 года по МПК G01V11/00 

Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к способам обнаружения возможности наступления катастрофических явлений преимущественно на море, и может быть использовано при решении следующих фундаментальных задач: изучение строения земной коры в акваториях мирового океана, исследование совокупности проявления геофизических полей в зонах тектонических разломов непосредственно на дне океана, исследование состояния морской среды в придонной зоне и ее взаимодействие с тектоническими процессами, геофизический мониторинг сложных гидротехнических сооружений, оперативная оценка сейсмического и гидродинамического состояния районов и прогноза возможных сейсмических и экологических последствий, а также при заблаговременном оповещении о землетрясениях и цунами.

Известен способ обнаружения возможности наступления катастрофических явлений [1], включающий измерение параметра геофизического поля в контролируемом районе и суждение по полученным данным о возможности наступления катастрофических явлений, в котором измерения проводят непрерывно, выявляют колебания измеряемого параметра и при обнаружении синусоидальных колебаний возрастающей частоты, имеющих амплитуду, статистически достоверно отличающуюся от фоновой для контролируемого района, и период от 100 до 1000000 с, судят о наличии возможности наступления катастрофических явлений.

Недостатком способа является то, что он имеет низкую достоверность прогноза, так как измеряют только один параметр геофизического поля. Кроме того, синусоидальные колебания измеряемого параметра при наложении на них акустических и гидродинамических шумов техногенного характера могут быть как периодическими, так и апериодическими, что требует получения многочисленных массивов измеряемого параметра для выявления амплитуды, статистически достоверно отличающейся от фоновой для достижения положительного технического результата.

Известен способ сейсмического микрорайонирования [2], включающий размещение исследуемых и опорных пунктов наблюдений на участках с различными инженерно-геологическими условиями, регистрацию в них сейсмических колебаний от землетрясений из потенциально опасных и других очаговых зон, определение динамических параметров сейсмических колебаний и их вариаций в каждом исследуемом пункте наблюдений относительно опорных в заданном частотном диапазоне исследований, в котором с целью повышения достоверности за счет учета влияния латеральной неоднородности скального основания и более глубоких горизонтов геологического разреза дополнительно проводят трехкомпонентную регистрацию сейсмических колебаний по ортогональной ориентированной на потенциально опасные очаговые зоны сети профилей, при этом расстояние между пунктами наблюдений не превышает 1/3-1/4 длины волны наиболее высокочастотных сейсмических колебаний, образующих информативные вариации амплитуд, а расстояние между профилями составляет 1/3-1/4 минимального пространственного периода информативных амплитудных вариаций высокочастотного диапазона сейсмических колебаний.

Выполнение трехкомпонентной регистрации сейсмических колебаний по ортогональной ориентированной на потенциально опасные очаговые зоны сети профилей действительно повышает достоверность классификации возможного землетрясения. Однако ввиду того, что в известном способе определение динамических параметров осуществляется путем анализа только наиболее высокочастотных сейсмических колебаний, то достижение технического результата, заключающегося в повышении достоверности прогноза, возможно только при стабильных во времени колебательных процессах и при отсутствии помех, обусловленных акустическими и гидродинамическими шумами природного и техногенного характера. И если в наземных условиях с некоторыми допущениями данный способ имеет положительный технический эффект, то в морских условиях он практически не применим. Кроме того, существенную роль в повышении точности измерения сигналов, по которым устанавливают предвестники катастрофических явлений играет база измерений и ориентация средств измерения относительно источника. Так, например, разнос измерителей в высоких и экваториальных широтах на более чем 10 километров при измерении электрических и магнитных компонент приводит к большим (до 50%) погрешностям измерений импеданса.

Аналогичные недостатки имеют также известные способы и устройства, предназначенные для регистрации сигналов сейсмического происхождения в морских условиях [3-19]. В известных способах существенное значение погрешности обусловлено тем, что при обработке зарегистрированных сигналов используют среднее поле распространения сигналов, в то время как максимальные отклонения реального поля от среднего отличаются именно на горизонтах максимальных градиентов. При этом реальное поле резко отличается от идеальной модели. При влиянии внешних факторов с использованием акустических средств регистрации сигналов образуется зона тени, расположенная в полосе от 5 до 16 километров от источника. Причем ее протяженность в разных направлениях неодинакова и может отличаться в 5 раз и более, а с увеличением дистанции между приемником и источником сигналов погрешности возрастают. Для морских условий до 15 километров они находятся в пределах 2 дБ, далее в промежутке от 15 до 30 километров наблюдается их резкий рост до 6 дБ. В дальнейшем в промежутке от 30 до 60 километров величина погрешности монотонно увеличивается до 7,5 дБ.

Известно также техническое решение, техническим результатом которого является расширение функциональных возможностей известных способов [1-15] с повышением достоверности прогноза (патент RU №2346300 C1, 10.02.2009 [16] - прототип).

Для достижения технического результата в способе обнаружения возможности наступления катастрофических явлений [16], включающем измерение параметров геофизического поля в контролируемом районе и суждение по полученным данным о возможности наступления катастрофических явлений путем непрерывных измерений с выявлением колебаний измеряемого параметра с обнаружением синусоидальных колебаний возрастающей частоты, имеющих амплитуду, статистически достоверно отличающуюся от фоновой для контролируемого района, по которым судят о наличии возможности наступления катастрофических явлений, дополнительно измеряют вариации магнитного поля на частотах 0,01-1,0 Гц, магнитную индукцию электромагнитного поля на частотах 1-200 Гц, электрическую составляющую электромагнитного поля на частотах 1-500 Гц, акустические шумы на частотах 5-50000 Гц, сейсмические шумы на частотах 0,01-20 Гц, гидродинамический шум моря на частотах 0,01-100 Гц в зонах тектонических разломов с получением временной зависимости для каждого поля, по измеренным параметрам выполняют факторный анализ на уровнях естественного геофизического фона и геофизического фона в период фазы нахождения солнца и луны на одной небесной линии путем построения графика амплитуд градиентов сейсмических, геодеформационных, геохимических, гидрофизических предвестников катастрофических явлений, при этом база измерений не превышает 50-100 километров в средних широтах и 8-10 километров в высоких и экваториальных широтах соответственно, а средства измерения ориентированы по восьми румбам.

Новые отличительные признаки, заключающиеся в измерении вариации магнитного поля на частотах 0,01-1,0 Гц, магнитной индукции электромагнитного поля на частотах 1-200 Гц, электрической составляющей электромагнитного поля на частотах 1-500 Гц, акустических шумов на частотах 5-50000 Гц, сейсмических шумов на частотах 0,01-20 Гц, гидродинамического шума моря на частотах 0,01-100 Гц в зонах тектонических разломов, по измеренным параметрам выполняют факторный анализ на уровнях естественного геофизического фона и геофизического фона в период фазы нахождения солнца и луны на одной небесной линии путем построения графика амплитуд градиентов сейсмических, геодеформационных, геохимических, гидрофизических предвестников катастрофических явлений при базе измерений, не превышающей 50-100 км в средних широтах и 8-10 км в высоких и экваториальных широтах соответственно, с ориентацией средств измерения по восьми румбам позволяют оценить изменение строения земной коры в акваториях мирового океана, состояние морской среды в придонной зоне и ее взаимодействие с тектоническими процессами, выполнить геофизический мониторинг путем обобщенного моделирования сейсмического и экологического состояния исследуемого района, получить оперативную оценку сейсмического и гидродинамического состояния исследуемых районов с более достоверным прогнозом возможных сейсмических и экологических последствий, а также осуществить более раннее оповещение о приближающихся землетрясениях и цунами.

Известные способы [1-15] позволяют достичь технического результата, заключающегося в повышении достоверности, только в условиях изотропного поля, так как характер убывания интенсивности звукового сигнала по мере удаления от источника в горизонтально неоднородном поле (особенно в океане) резко отличается от той же зависимости в условиях изотропного поля. Мезомасштабные неоднородности океана (фронты, ринги) резко перестраивают звуковое поле, вызывая колебания интенсивности сигнала до 5 дБ при прогнозе дальности их действия (Д) до 10 км. Поэтому для эффективного прогноза гидрологоакустических условий в аномальных районах необходимо четкое установление центров и границ, а также определение параметров возмущающих образований. Неопределенность в расчете звукового поля по климатическим данным или опорному полю выражается в стандартных отклонениях реального уровня от опорного в 4-9 дБ при Д=90 км, что соответствует погрешности в прогнозе ожидаемой дальности действия гидроакустических систем на 60-90%. Использование единственной кривой вертикального распределения скорости звука для акустических расчетов допустимо лишь на малых дистанциях (до 10 км), что крайне редко встречается в реальных условиях. По величине и направлению (знаку) горизонтального градиента вдоль трассы распространения сигнала можно судить о степени изменчивости интенсивности звукового поля на горизонте приема относительно фиксированного источника. Для расчетов акустического поля параметром является профиль скорости звука, точно совпадающий с фактическим профилем в месте расположения источника. Однако при использовании режимной информации среднеквадратический профиль, как правило, не совпадает с фактическим, что приводит к дополнительным случайным погрешностям в конечном результате. Кроме того, в известных способах обработка сигналов осуществляется с использованием детермированного метода интерполяции, для которого достаточно иметь только результаты измерений с некоррелированными погрешностями. При этом путем интерполяции измеренных значений определяют среднее значение параметра на середину отрезка, соединяющего точки измерения.

В известном способе [16] статистическая обработка полученных результатов по нескольким разнородным полям позволяет количественно оценить погрешность в определении уровня звукового поля, возникающую при замене реальных условий единственным опорным профилем.

Однако, при прогнозе катастрофических явлений желательно иметь полное электронное содержание (ПЭС). Возмущения (неоднородности) проявляются в вариациях различных параметров среды: локальной электронной концентрации, температуры ионов и электронов. ПЭС можно найти с помощью пространственно временного распределения электронной концентрации I=∫NedS. Использование ПЭС, восстановленного по фазовым измерениям псевдодальности на 2-х частотах, позволяет, используя методы радиометрии, проводить двумерную или трехмерную (пространственно-временную) реконструкцию распределения электронной концентрации в ионосфере.

Облучая ионосферу набором частот, в заданном азимутальном диапазоне можно получать дистанционно-частотную характеристику в широком азимутальном секторе, характеризующем состояние ионосферы над всей той областью на земле, ионосфера над которой влияет на распределение радиоволн.

Выполняя трансионосферное зондирование посредством станций вертикального и наклонного зондирования, можно получить такие характеристики ионосферы, как изменения проводимости пограничного слоя, рост атмосферного электрического поля, эффекты аномального электрического поля в ионосфере, продольные неоднородности электронной концентрации в магнитосфере, захват ОНЧ шумов, высыпание электронов высоких энергий, по изменению параметров которых можно прогнозировать катастрофические явления.

Кроме того, используя лидар дифференциального поглощения для контроля вертикального распределения озона от приземного слоя до стратосферы, можно измерить плотности, температуры, скорости ветра, концентрацию аэрозолей.

Исследуя в литосфере такие характеристики, как уменьшение влажности воздуха, выделение скрытой теплоты испарений, аномалии OLP, позволяет повысить достоверность прогноза вероятного катастрофического явления.

Исследуя в атмосфере такие процессы, как активизация разломов - изменения проницаемости, миграция газов, включая эманацию радона, ионизация воздуха α-частицами - результат распада радона, гидратация ионов - формирование крупных кластерных ионов, конвективный подъем ионов, разделение зарядов, дрейф в электронном поле, формирование линейных облачных структур, формирование аномалий температуры и давления, реактивные потоки, также позволяет повысить достоверность прогноза вероятного катастрофического явления.

Зная распределение температуры по высоте и его суточный ход, можно строить краткосрочные прогнозы погоды, прогнозировать опасные метеорологические явления. Сложные рельефы островов, например Новая Земля, или сложные рельефы материковых прибрежных гор способствуют возникновению в полосе прибрежных районов боры - сильного порывистого холодного ветра, срывающего со склонов гор. В сторону моря бора распространяется на 20-30 миль. Развивается бора очень быстро: за 30-50 мин скорость ветра увеличивается до 32 м/с. По мере удаления от берега скорость ветра резко уменьшается. Обычно она возникает при пониженном атмосферном давлении и небольшой облачности, а иногда и при безоблачном небе.

Существуют следующие признаки появления боры. Примерно за 12 ч до ее начала отмечается порывистый ветер, дующий с суши на море, а над прибрежными горами появляются кучевые облака. За 6-10 ч до начала боры количество облаков резко уменьшается, а затем снова увеличивается. Давление воздуха медленно падает, ветер усиливается, относительная влажность уменьшается и достигает минимума (25-40%) за 2-4 ч до начала боры.

Длительность боры может составлять до 5 суток, причем скорость ветра может достигать 60-80 м/с, а при порывах до 100 м/с. Порывистость боры (например, с Новоземельских гор в проливе Маточкин Шар) объясняется образованием на подветренной стороне гор вихрей с горизонтальной осью и пульсационным обвалом объемов холодного воздуха, накопившегося на высокогорье. В прибрежной зоне, в заливах и бухтах во время боры развивается очень сильное волнение, резкие порывы ветра могут сорвать судно с якоря и выбросить его на берег (Лоция Баренцевого моря. Л.: ГУНиО МО РФ, 1998, адм. №, с.23.).

Задачей заявляемого технического решения является расширение функциональных возможностей известных способов с повышением достоверности прогноза.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе обнаружения возможности наступления катастрофических явлений, включающем измерение параметров геофизического поля в контролируемом районе и суждение о возможности наступления катастрофических явлений при достижении величины глобального максимума, равного среднему значению между амплитудами, характеризующими уровни состояния естественного геофизического и гидрофизического полей и гидрофизического и геофизического полей в период нахождения Солнца и Луна на одной небесной линии, с получением временной зависимости для каждого поля, для чего измеряют вариации магнитного поля на частотах 0,01-1,0 Гц, магнитную индукцию электромагнитного поля на частотах 1-200 Гц, электрическую составляющую электромагнитного поля на частотах 1-500 Гц, акустические шумы на частотах 5-50000 Гц, сейсмические шумы на частотах 0,01-20 Гц, гидродинамический шум моря на частотах 0,01-100 Гц в зонах тектонических разломов, по измеренным параметрам выполняют факторный анализ на уровнях естественного геофизического фона и геофизического фона в период фазы нахождения солнца и луны на одной небесной линии путем построения графика амплитуд градиентов сейсмических, геодеформационных, геохимических, гидрофизических предвестников катастрофических явлений при базе измерений, не превышающей 50-100 км в средних широтах и 8-10 км в высоких и экваториальных широтах соответственно, с ориентацией средств измерения по восьми румбам, дополнительно выполняют двумерную или трехмерную (пространственно-временную) реконструкцию распределения электронной концентрации в ионосфере посредством облучения ионосферы набором частот в заданном азимутальном диапазоне, посредством средств вертикального и наклонного зондирования контролируют вертикальное распределение озона от приземного слоя до стратосферы, измеряют плотности, температуры, скорости ветра, исследуют аэрозоли посредством лидара дифференциального поглощения, в атмосфере контролируют активизацию разломов - изменения проницаемости, миграцию газов, включая эманацию радона, ионизацию воздуха α-частицами, гидратацию ионов - формирование крупных кластерных ионов, конвективный подъем ионов, разделение зарядов, дрейф в электронном поле, формирование линейных облачных структур, формирование аномалий температуры и давления, реактивные потоки, в ионосфере также контролируют изменения проводимости пограничного слоя, рост атмосферного электрического поля, эффекты аномального электрического поля в ионосфере, продольные неоднородности электронной концентрации в магнитосфере, захват ОНЧ шумов, высыпание электронов высоких энергий.

Сущность способа заключается в следующем. Как и в прототипе [16] посредством измерительной аппаратуры, установленной, например, на подводной обсерватории, которая, в свою очередь,установлена на морском дне в зонах тектонических разломов, измеряют вариации магнитного поля на частотах 0,01-1,0 Гц, магнитной индукции электромагнитного поля на частотах 1-200 Гц, электрической составляющей электромагнитного поля на частотах 1-500 Гц, акустических шумов на частотах 5-50000 Гц, сейсмических шумов на частотах 0,01-20 Гц, гидродинамического шума моря на частотах 0,01-100 Гц.

При этом измерения градиентов полей производятся датчиками, работающими на разных физических принципах, по сигналам, вызванным различными источниками, и являются соответственно некоррелированными, что позволяет выделить составляющие полезных сигналов на фоне помех, и, как следствие, сигналы поступают на средства обработки очищенными от помех.

В качестве измерительных датчиков могут быть использованы акустические сейсмические датчики для регистрации акустических сигналов, протонные или квантовые вариометры и магнитометры для измерения электрической и магнитной компоненты естественного электромагнитного поля земли с выделением магнитотеллурической составляющей на фоне помех с разносом электрических и магнитных датчиков на величину r<(0,013…0,025)r, (где r - расстояние между приемником и источником). При этом выделение магнитотеллурической составляющей на фоне помех существенно упрощается, так как помехи по электрическому и магнитному каналам вызваны различными источниками (являются некоррелированными) ввиду разноса датчиков на определенную величину. При этом магнитные составляющие естественного магнитного поля меньше, чем электрические, зависят от характера геоэлектрического разреза вдали от горизонтальных неоднородностей.

В качестве датчика магнитного поля, предназначенного для измерения абсолютного значения магнитной индукции поля земли в морских акваториях до глубин 6000 м, применен датчик с диапазоном измеряемой величины магнитной индукции 20000-100000 нТ.

В качестве сейсмических датчиков для реализации заявляемого способа применены акустический сейсмодатчик, представляющий собой трехкомпонентный сейсмоакустический датчик, который предназначен для преобразования третьей производной колебания грунта в электрический сигнал в частотном диапазоне 5-50000 Гц, динамический диапазон которого в полосе 1/3 октавы и центральной частотой 30 Гц составляет не менее 60 дБ, а также сейсмоприемник типа СМ-5 (велосиметр), включающий три сейсмических датчиков с частотным диапазоном регистрации сейсмических сигналов 0,01-40 Гц, полный динамический диапазон не менее 120 дБ.

Определение состава морской воды осуществляют по измеренным спектрам комбинационного рассеивания оптического излучения в спектральном диапазоне 0,52-0,78 мкм с полосой пропускания 0,54 нм на 0,783 мкм с применением спектроанализатора с числом спектральных каналов, равным 4096. Для измерения скорости и направления течения, температуры воды, гидродинамического давления, электропроводности и солености морской воды применен гидрофизический модуль, включающий соответствующие датчики.

Для регистрации гидрофизических полей использован модуль регистрации гидрофизических полей, включающий датчики хемилюминесцентного, хроматографического, ионселективного и радиометрического анализа, аналогом которого является устройство, приведенное в описании к патенту РФ №2030747 C1.

Динамический шум моря определяется в диапазоне частот от 5 до 10 Гц посредством измерительного модуля, включающего последовательно соединенные гидрофон, предварительный усилитель, линию связи, широкополосный усилитель, анализатор спектра. Полученные сигналы о динамическом шуме моря подвергаются дискретизации и квантованию, а потом проходят спектральную обработку по алгоритму модифицированных периодограмм.

Динамический шум моря совпадает с частотой примерно на 5 дБ. Для решения такого рода задач необходимо непрерывную область акватории дискретизировать с помощью узлов регулярной сетки. Затем определяется граф путем задавания связи (ребра графа) на этой сетке. Возможные связи определяются путем специального индексирования узлов регулярной сетки с помощью дерева Фарея-Коши. При этом коэффициенты аппроксимации по флуктуационным полям выражаются аналитически через интегралы по фрагментам опорного поля в отдельных ячейках сетки.

Зарегистрированные сигналы, характеризующие вариации магнитного поля на частотах 0,01-1,0 Гц, магнитную индукцию электромагнитного поля на частотах 1-200 Гц, электрическую составляющую электромагнитного поля на частотах 1-500 Гц, акустические шумы на частотах 5-50000 Гц, сейсмические шумы на частотах 0,01-20 Гц, гидродинамический шум моря на частотах 0,01-100 Гц в зонах тектонических разломов, подвергаются обработке для каждого конкретного момента времени для получения временной зависимости в границах, характеризующих уровни состояния естественного геофизического поля и геофизического поля в период фазы нахождения солнца и луны на одной небесной линии, как геофизического поля, подверженного в данный период наибольшим максимальным возмущениям по всем составляющим геофизических и гидрофизических полей.

При обработке сигналов в качестве решающей статистики используется сумма квадратов амплитуд, имеющая максимальное значение для сигнала ожидаемой структуры. Вычисления выполняются для каждого момента времени для получения временной зависимости для каждого поля. Присутствие в ней максимума означает наличие в источнике ожидаемой структуры возбуждения того или иного поля. Глобальный максимум соответствует времени прихода совокупного принятого сигнала. При достижении величины глобального максимума, равного среднему значению между амплитудами, характеризующими уровни состояния естественного геофизического и гидрофизического полей и геофизического поля и гидрофизического поля в период фазы нахождения солнца и луны на одной небесной линии, судят о возможности наступления катастрофического явления.

В отличие от прототипа [16] в предлагаемом способе обнаружения возможности наступления катастрофических явлений дополнительно выполняют двумерную или трехмерную (пространственно-временную) реконструкцию распределения электронной концентрации в ионосфере посредством облучения ионосферы набором частот, в заданном азимутальном диапазоне посредством средств вертикального и наклонного зондирования контролируют вертикальное распределение озона от приземного слоя до стратосферы, измеряют плотности, температуры, скорости ветра, исследование аэрозолей, посредством лидара дифференциального поглощения, в литосфере контролируют уменьшение влажности воздуха, выделение скрытой теплоты испарений, аномалии OLP, в атмосфере контролируют активизацию разломов - изменения проницаемости, миграцию газов, включая эманацию радона, ионизацию воздуха α-частицами, гидратацию ионов - формирование крупных кластерных ионов, конвективный подъем ионов, разделение зарядов, дрейф в электронном поле, формирование линейных облачных структур, формирование аномалий температуры и давления, реактивные потоки, в ионосфере также контролируют изменения проводимости пограничного слоя, рост атмосферного электрического поля, эффекты аномального электрического поля в ионосфере, продольные неоднородности электронной концентрации в магнитосфере, захват ОНЧ шумов, высыпание электронов высоких энергий.

Контроль в ионосфере изменения проводимости пограничного слоя, роста атмосферного электрического поля, эффектов аномального электрического поля в ионосфере, продольных неоднородностей электронной концентрации в магнитосфере, захват ОНЧ шумов, высыпание электронов высоких энергий, а в атмосфере контроль активизации разломов - изменения проницаемости, миграции газов, включая эманацию радона, ионизацию воздуха α-частицами - результат распада радона, гидратация ионов - формирование крупных кластерных ионов, конвективный подъем ионов, разделение зарядов, дрейф в электронном поле, формирование линейных облачных структур, формирование аномалий температуры и давления, реактивные потоки, позволяет повысить достоверность прогноза, при этом среднее время упреждения составляет 12 ч, что обусловлено полусуточным интервалом между луно-солнечным приливом, с максимумом приливных воздействий в местные полдень и полночь.

Кроме того, зная распределение температуры по высоте и его суточный ход, можно строить краткосрочные прогнозы погоды, прогнозировать опасные метеорологические явления (такие, как, например, бора), посредством, например, микроволнового температурного профилемера типа МТП-5 для мониторинга термического режима атмосферного пограничного слоя (Комплекс для мониторинга термической стратификации планетарного пограничного слоя атмосферы / Фоломеев В.В., Миллер Е.А., Воробьева Е.А., Кадыгров Е.Н. // Труды института прикладной геофизики имени академика Е.К.Федорова, вып. 88. - М., 2010, с.185-190).

Определять поля ветра посредством доплеровского метеорологического локатора или посредством микроволнового радиометрического приемника с использованием климатических моделей ионосферы IRI-2007 (Bilitza D., Reinich B.W. International reference ionosphere 2007: Improvements and new parameters // Advances in Spase Research. 2008. № 42, p.599-609).

Устройства для реализации способа в широком ассортименте имеются на рынке, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию патентоспособности "промышленная применимость".

Источники информации.

1. Патент RU №2030769.

2. Авторское свидетельство SU №1251694.

3. Патент EP №0525391.

4. Патент NL №9120014.

5. Патент EP №0509062.

6. Патент ЕР №0512756.

7. Патент US №5131489.

8. Патент US №5128907.

9. Патент NO №923269.

10. Патент NO №923364.

11. Патент NO №169985.

12. Патент EP №0516662.

13. Патент US №5142501.

14. Патент NO №923269.

15. Патент EP №0519810.

16. Патент RU №2346300С1, 10.02.2009.

Изобретение относится к способам прогнозирования катастрофических явлений. Сущность: измеряют вариации магнитного поля, магнитную индукцию электромагнитного поля, электрическую составляющую электромагнитного поля, акустические шумы, сейсмические шумы, гидродинамический шум моря в зонах тектонических разломов. Судят о возможности наступления катастрофических явлений при достижении величины глобального максимума, равного среднему значению между амплитудами, характеризующими уровни геофизического и гидрофизического полей в естественном состоянии и в период нахождения cолнца и луны на одной небесной линии. Дополнительно выполняют двумерную или трехмерную реконструкцию распределения электронной концентрации в ионосфере, контролируют вертикальное распределение озона от приземного слоя до стратосферы, измеряют плотности, температуры, скорости ветра, исследуют аэрозоли, в атмосфере контролируют активизацию разломов - изменения проницаемости, миграцию газов, включая эманацию радона, ионизацию воздуха α-частицами, гидратацию ионов - формирование крупных кластерных ионов, конвективный подъем ионов, разделение зарядов, дрейф в электронном поле, формирование линейных облачных структур, формирование аномалий температуры и давления, реактивные потоки, в ионосфере также контролируют изменения проводимости пограничного слоя, рост атмосферного электрического поля, эффекты аномального электрического поля, захват ОНЧ шумов, высыпание электронов высоких энергий, в магнитосфере измеряют продольные неоднородности электронной концентрации. Технический результат: расширение функциональных возможностей, повышение достоверности прогноза.

Способ обнаружения возможности наступления катастрофических явлений, включающий измерение параметров геофизического поля в контролируемом районе, суждение о возможности наступления катастрофических явлений при достижении величины глобального максимума, равного среднему значению между амплитудами, характеризующими уровни состояния естественного геофизического и гидрофизического полей и геофизического и гидрофизического полей в период нахождения Солнца и Луны на одной небесной линии, с получением временной зависимости для каждого поля, для чего измеряют вариации магнитного поля на частотах 0,01-1,0 Гц, магнитную индукцию электромагнитного поля на частотах 1-200 Гц, электрическую составляющую электромагнитного поля на частотах 1-500 Гц, акустические шумы на частотах 5-50000 Гц, сейсмические шумы на частотах 0,01-20 Гц, гидродинамический шум моря на частотах 0,01-100 Гц в зонах тектонических разломов, по измеренным параметрам выполняют факторный анализ на уровнях естественного геофизического фона и геофизического фона в период фазы нахождения Солнца и Луны на одной небесной линии путем построения графика амплитуд градиентов сейсмических, геодеформационных, геохимических, гидрофизических предвестников катастрофических явлений при базе измерений, не превышающей 50-100 км в средних широтах и 8-10 км в высоких и экваториальных широтах соответственно, с ориентацией средств измерения по восьми румбам, отличающийся тем, что дополнительно выполняют двумерную или трехмерную (пространственно-временную) реконструкцию распределения электронной концентрации в ионосфере посредством облучения ионосферы набором частот в заданном азимутальном диапазоне, посредством средств вертикального и наклонного зондирования контролируют вертикальное распределение озона от приземного слоя до стратосферы, измеряют плотности, температуры, скорости ветра, исследуют аэрозоли посредством лидара дифференциального поглощения, в атмосфере контролируют активизацию разломов - изменения проницаемости, миграцию газов, включая эманацию радона, ионизацию воздуха α-частицами, гидратацию ионов - формирование крупных кластерных ионов, конвективный подъем ионов, разделение зарядов, дрейф в электронном поле, формирование линейных облачных структур, формирование аномалий температуры и давления, реактивные потоки, в ионосфере также контролируют изменения проводимости пограничного слоя, рост атмосферного электрического поля, эффекты аномального электрического поля в ионосфере, продольные неоднородности электронной концентрации в магнитосфере, захват ОНЧ шумов, высыпание электронов высоких энергий.