Сигнатура цунами в свечении атмосферы может привести к созданию системы раннего обнаружения

Исследователи из Университета Иллинойса впервые зафиксировали в верхних слоях атмосферы сигнатуру (оптическую подпись) цунами, вызванного землетрясением 11 марта в Японии, с помощью камерной системы на Мауи, Гавайи. Наблюдение было сделано в слое атмосферного свечения на высоте 250 километров и опередило приход цунами на час, что указывает на потенциал технологии для систем раннего предупреждения. Результаты опубликованы в рецензируемом журнале Geophysical Research Letters.

Это наблюдение подтверждает теорию 1970-х годов о том, что сигнатуру цунами можно наблюдать в верхней атмосфере, в частности в ионосфере. Ранее это демонстрировалось только с помощью радиосигналов со спутников. Цунами генерирует в верхней атмосфере атмосферные гравитационные волны, амплитуда которых может достигать нескольких километров в ионосфере, вызывая возмущения, доступные для визуализации. Условия для наблюдений в ту ночь над Гавайями были идеальными: предрассветное время, отсутствие солнца, луны и облаков.

Анализ изображений в сотрудничестве с международной группой ученых показал, что свойства волн в атмосферном свечении совпадают с данными измерений цунами на уровне океана. Это подтвердило, что зафиксированный паттерн возник именно от цунами. Данные также были сверены с теоретическими моделями и измерениями GPS-приемников. По словам профессора Джонатана Макелы, одна камера может снимать все небо, тогда как для получения сопоставимых данных с помощью GPS потребовалось бы более 1000 приемников.

В перспективе камерная система на геостационарном спутнике позволила бы избежать ограничений, связанных с наблюдениями с земли (солнце, луна, облака), и охватить гораздо большую территорию. Для создания надежной системы потребуются алгоритмы для анализа данных в реальном времени. Наилучшим решением, как отмечает Макела, стала бы сеть наземных камер и GPS-приемников, работающая совместно со спутниковой системой, чтобы объединить сильные стороны каждого метода. Эта техника предоставляет мощный новый инструмент для изучения связи океана и атмосферы и распространения цунами в открытом океане.