Преглед на станциите за наблюдение на резонанса на Шуман

Тази станция работи от 1997 г. и е част от станцията за комплексен електромагнитен мониторинг. Намира се в с. Коларово, разположен на 17 км от Томск, и е оборудван с трикомпонентен магнитометър, базиран на индуктивни сензориLEMI. Основната цел на станцията е изследване на закономерностите на параметрите на резонанса на Шуман, както и наблюдение на електромагнитната среда, вкл. да изследва влиянието му върху живота на биологичните обекти.

Станцията предоставя онлайн данни за текущите параметри на резонанса на Шуман за обществено ползване. Данните са публикувани на уебсайтаSpace Observing Systemи включват спектрограма, както и честотите, амплитудите и качествените фактори на първите четири режима. На фиг. D.1 тези данни са представени в групирана синхронизирана форма, което ви позволява да видите общите модели на промени в различни параметри.

НЕ Е СВЪРЗАН КЪМ СЪРВЪРА МОЛЯ, ИЗЧАКАЙТЕ ИЛИ ОПИТАЙТЕ ОТНОВО СЛЕД ВРЕМЕ

НЕ Е СВЪРЗАН КЪМ СЪРВЪРА МОЛЯ, ИЗЧАКАЙТЕ ИЛИ ОПИТАЙТЕ ОТНОВО СЛЕД ВРЕМЕ

НЕ Е СВЪРЗАН КЪМ СЪРВЪРА МОЛЯ, ИЗЧАКАЙТЕ ИЛИ ОПИТАЙТЕ ОТНОВО СЛЕД ВРЕМЕ

Фиг.D.1. Данни от мониторинговата станция на Томския държавен университет (РФ)

Не се предвижда публикуване на архивни данни от мониторинг. Информацията за алгоритмите и параметрите на обработката на сигнала също не е покрита. Към момента на писане на този преглед станцията на Томския държавен университет е единствената официална станция за наблюдение в света, която предоставятекущи данни за резонанс на Шуман онлайн.

Гара Лехта (RF)

Геофизичната станция Лехта е част от структурата на отдела за геомагнитни изследвания на петербургския филиал на IZMIRAN. Намира се в село Лехта в Република Карелия, на 350 км северно от Петрозаводск. Осигурява измерване на вертикални електрически и две хоризонтални магнитни компоненти в честотния диапазон 4 - 40 Hz. Предназначен за изследване на електромагнитната среда и разпространението на радиовълни. Данните не са публично достъпни.

Ориз. D.2. гара "Лехта"

Вляво - сградата на гарата, в центъра - географското местоположение, вдясно - блоковата схема на началния етап

Географското местоположение на станцията е много благоприятно от гледна точка на изследването на глобалната гръмотевична активност, а именно:

станцията е разположена на значително разстояние от източници на антропогенни смущения;
географската ширина осигурява минимум смущения от местни гръмотевични бури;
азимутите на посоките към глобалните центрове на мълниеносната активност са ортогонални, което улеснява пеленгацията на мълниеносни разряди.

Поради тези причини станцията се използва активно като източник на данни за изучаване на глобалната гръмотевична активност, вкл. както автономни, така и във връзка със станциите West Greenwich (САЩ) и Moshiri (Япония).

Гара Уест Гринуич (САЩ)

Станцията принадлежи на Масачузетския технологичен институт и е предназначена да изучава моделите на резонанса на Шуман, както и да изучава глобалната гръмотевична буря и глобалните климатични процеси. Намира се близо до град Уест Гринуич, Роуд Айлънд, САЩ. Често се нарича с името на държавата. Станцията работи от 1992 г. и нейните даннисе използват както от самия MIT, така и от трети страни.

Станцията осигурява измерване на вертикалната електрическа и две хоризонтални (N-S и E-W) магнитни компоненти на резонанса на Шуман в диапазона на първите шест режима. Дигитализацията до 2006 г. се извършва с честота на дискретизация 350 Hz, а от 2006 г. се извършва с честота 4 kHz. Дигитализираният сигнал се подлага на трансформация на Фурие и полученият спектрален отговор се филтрира чрез приближение на Лоренц. Въз основа на спектралната характеристика се изчисляват централните честоти, амплитуди и добротности на резонансите. Интервал на осредняване на данните - 12 минути. Данните не са публично достъпни.

Ориз. D.3. Данни от мониторинга на станция West Greenwich за 1993 - 2013 г

Източникът на илюстрациите е първата публикация от списъка с любими по-долу.

Гари Hollister и Parkfield (САЩ)

Ориз. D.4. Шуманови резонансни станции Hollister и Parkfield

Станциите измерват три магнитни и две електрически (хоризонтални) компоненти в диапазона от 0,0001 до 20 Hz, който обхваща както бавно променящите се полета, така и честотния диапазон на първия резонанс на Шуман. Индуктивните сензори бяха използвани като сензори за магнитни компоненти, а две двойки наземни антени, образувани от електроди, заровени в земята, бяха използвани като сензори за електрически компоненти (за повече подробности относно наземните антени вижте Глава 2).

Гара Мошири (Япония)

Станцията за геофизична обсерватория Мошири е една от най-старите в света. Обсерваторията принадлежи на института ISEE (Институт за изследване на околната среда в космоса и Земята, Университет Нагоя, Япония). Намира се в северната част на остров Хокайдо, на разстояние от източници на антропогенна намеса и е предназначен за наблюдениеатмосфера, йоносфера и магнитосфера. Първите експериментални измервания на резонанса на Шуман са извършени от нея през 60-70-те години на миналия век. През 90-те години в станцията е въведена цифрова обработка на сигнала, а през 2005 г. е извършена цялостна модернизация, вкл. със замяна на гигантски рамкови магнитни антени (60x43 m) с индуктивни сензори и вертикална електрическа антена със сферична. През 2017 г., поради физическото влошаване на сградите и конструкциите, се планира станцията да бъде затворена с прехвърляне на оборудване и сензори за електромагнитно наблюдение на станцията Rikubetsu, също разположена в Хокайдо.

Ориз. D.5. Станция Moshiri и пример за нейните данни в сравнение с данни от други станции

Кредити за изображения: уебсайт на Лабораторията за слънчево-земна среда. Университетът в Нагоя и втората публикация от списъка с любими по-долу

Предоставените от станцията данни са използвани в редица изследвания, вкл. в изследването на глобалната гръмотевична активност по метода на трите станции, в изследването на възможността за използване на резонанса на Шуман като предвестник на земетресения и в изследването на влиянието на факторите на космическото време върху параметрите на резонанса. Данните не са публично достъпни.

Станция обсерватория Modra (Словакия)

Ориз. D.6. Резонансна станция на Шуман в обсерваторията Модра

Източник на изображението: уебсайт на обсерваторията AGO Modra

Гара Nagycenk (Унгария)

Една от най-старите станции, работи от 1993 г. Намира се на 10 км от град Шопрон като част от геофизичната обсерватория на Унгарската академия на науките. Осигурява мониторинг на вертикални електрически и два хоризонтални магнитни компонента.

Ориз. D.7. Станционно оборудванеНагиценк

Източник на илюстрация: Доклади от Геофизичната обсерватория на Геодезическия и геофизичен изследователски институт на Унгарската академия на науките (години 2005 -2006). Геофизична обсерватория Nagycenk. Шопрон 2007 г.

Данните от мониторинга се записват в обединената геоелектромагнитна база данни на FEMA на обсерваторията Nagycenk, но не се публикуват в отворен онлайн достъп.

Станции на университета в Янина (Гърция)

Един пример за наскоро пуснати в експлоатация станции са станциите на Университета на Янина, разположени в Калпаки и Неохори (Гърция). Избрани архивни данни за тези станции са достъпни на страницатаРезонансни станции на Шуманна Лабораторията по електроника и телекомуникации на Университета в Янина. Вижте допълнителнократко описание на сензора.

Ориз. D8. Фрагмент от архивни данни на станцията на Университета на Янина в Калпаки, Гърция

Гара Мицпе Рамон (Израел)

Станцията принадлежи на университета в Тел Авив (Израел). Намира се в пустинята Негев близо до селището Мицпе Рамон близо до кратера Рамон. Работи от края на 90-те години и осигурява измерване на вертикалната електрическа и две хоризонтални магнитни компоненти. Данните, получени от станцията, се използват активно от различни изследователски групи, но не са достъпни онлайн.

Ориз. D9. Сензори за електрическите и магнитните компоненти на станцията Mitzpe Ramon

Източникът на илюстрацията е първата публикация от списъка с любими по-долу.

гара Мартовая (Украйна)

В селото се намира гара Мартовая. Мартовая Харковска област на Украйна. Той е част от нискочестотната обсерватория на Харковския радиоастрономически институт. Включва два хоризонтални канала за измерванемагнитен компонент и един канал на вертикалния електрически компонент (виж диаграмата на фиг. D10) в диапазона 0,5 - 40 Hz.

Ориз. D10. Структурна схема на ELF-комплекса на станция Мартовая

ежедневни спектрограми на магнитните компоненти, както идневни графики на вариациите на честотата на първия режимна резонанса на Шуман са достъпни на уебсайта на института в отворен достъп. Примери за тези данни са показани на фиг. D11.

Ориз. D11. Пример за дневни спектрограми и вариации в резонансната честота на Шуман от станция Мартовая

полярни станции

Антарктическа станция на Станфордския университет (САЩ).

Намира се на Arrival Heights на югозападния край на остров Рос на новозеландската метеорологична станция McMurdo. От началото на 90-те години функционира за целите на геофизичните изследвания. Данните от мониторинга на резонанса на Шуман на тази станция са широко използвани в много изследвания.

Станция на Харковския радиоастрономически институт (Украйна). Намира се на украинската антарктическа станция Академик Вернадски. Осигурява измерване на две хоризонтални магнитни компоненти в диапазона 0,01 - 300 Hz. с разделяне на честотата на два припокриващи се канала. Станцията работи от 2002 г.

Арктическа станция на обсерваторията Hornsund (Полша). Намира се в архипелага Свалбард (Норвегия). Осигурява измерване на вертикални електрически и две хоризонтални магнитни компоненти. Функционира от 2004г. Станцията използва същото оборудване като на станция Мартовая на Харковския радиоастрономически институт. Ежедневни спектрограми на магнитните компоненти и графики на честотните вариации на първия резонансен режим са публикувани на уебсайта на Харковската радиоастрономияИнститут заедно с данни от станция Мартовая на същите страници (виж по-горе).

Ориз. D12. Електрическа антена на станция Hornsund (вляво) и статистика за дългосрочен мониторинг на резонансната честота на Шуман. Пристигане на станция Heights (вдясно)

Други станции

Най-често споменаваните в научни публикации станции са изброени по-горе. От началото на 2000-те години интересът към изследването на резонанса на Шуман и неговите геофизични приложения нараства и много научни организации са придобили свои собствени станции за наблюдение. Някои от тях (станция на обсерваторията Modra, станция Mitzpe Ramon, станции на университета в Янина, станция на Харковския радиоастрономически институт и станция Hornsund в Шпицберген) вече бяха споменати по-горе, други бяха споменати в Приложение B (Johnson County) и C (станцияSierra Nevada). Към тези станции могат да се добавят станцииBelsk(Полша),Eskdalemiur(Шотландия), индийски станции вКалкута,Аграи в Антарктика (станцияMaitri), станцияKarymshina(Руска федерация, Камчатка), японска антарктическа станцияSyowaи редица на други. Създават се и временни станции за целенасочен мониторинг в определени географски райони, както и специализирани станции и мрежи от станции за запис на спрайтове и други оптични явления в йоносферата.