Физические эффекты Липецкого метеороида. 3
| 1Черногор, ЛФ 1Харьковский национальный университет имени В.Н.Каразина, Харьков, Украина |
| Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2019, 35(6):34-61 |
| Start Page: Динамика и физика тел Солнечной системы |
| Язык: русский |
Аннотация: Проведено комплексное моделирование процессов во всех геосферах, вызванных падением и взрывом метеороида вблизи г. Липецк (Россия) 21 июня 2018 г. Оценены магнитные, электрические, электромагнитные, ионосферные и сейсмические эффекты, а также эффекты акустико-гравитационных волн. Показано, что магнитный эффект турбулентности был незначительным. Магнитный эффект ионосферных токов и тока в следе метеороида мог быть существенным (~1 нТл). Эффект внешнего электрического поля мог приводить к кратковременному импульсу тока силой порядка 104 А. Электростатический эффект мог сопровождаться накоплением заряда величиной около 1 мКл, напряженностью электрического поля 0.01... 1 МВ/м. Протекание электрического тока в следе могло приводить к излучению электромагнитного импульса в диапазоне частот 40...80 кГц с напряженностью 1...10 В/м. Установлено, что электромагнитный эффект инфразвука мог быть существенным (1...10 В/м и 1... 10 нТл). Поглощение ударной волны на высотах динамо-области ионосферы (100... 150 км) могло сопровождаться генерацией вторичных атмосферных гравитационных волн с относительной амплитудой 0.1...1. Пролет метеороида привел к образованию плазменного следа, к заметному возмущению не только нижней, но и верхней атмосферы на удалениях не менее 1 тыс. км. Обсуждается возможность возникновения электрофонного эффекта, генерации ионного и магнитного звука инфразвуком, а также генерация градиентно-дрейфовой и дрейфово-диссипативной неустойчивостей. Сделан вывод, что рассмотренные в статье магнитные, электрические и электромагнитные эффекты существенно восполняют пробелы в теории физических эффектов метеороидов в системе Земля — атмосфера — ионосфера — магнитосфера. Магнитуда землетрясения, вызванного взрывом метеороида, не превышала 1.7. Средняя частота падения космических тел, подобных Липецкому метеороиду, составляет 0.68 год-1. |
| Ключевые слова: акустико-гравитационные волны, акустические эффекты, ионосферные эффекты, комплексное моделирование, Липецкий метеороид, магнитные эффекты, плазменный след, сейсмические эффекты, электрические эффекты, электромагнитные эффекты |
References:
1.Alpatov V. V., Burov V. N., Vagin J. P., Galkin K. A., Givishvili G. V., Gluhov J. V., Davidenko D. V., Zubachev D. S., Ivanov V. N., Karhov A. N., Kolomin M. V., Korshunov V. A., Lapshin V. B., Leshenko L. N., Lysenko D. A., Minligareev V. T., Morozova M. A., Perminova E. S., Portnyagin J. I., Rusakov J. S., Stal N. L., Syroeshkin A. V., Tertyshnikov A. V., Tulinov G. F., Chichaeva M. A., Chudnovsky V. S., Shtyrkov A. Y. (2013) Geophysical conditions at the explosion of the Chelyabinsk (Chebarkulsky) meteoroid in February 15, 2013. M.: FGBU IPG Publ. (in Russian).
2.Asteroids and comets. Chelyabinsk event and the study of meteorite falling into the lake Chebarkul. Materials of international scientific practical conference, 21—22 June 2013, Chebarkul. (2013) (In Russian).
3.Solar System Research. (2013) 47(4). (Thematical issue). (in Russian).
4.Atmosphere: A Handbook. (1991). Leningrad: Gidrometeoizdat. (In Russian).
5.Borisov N. D., Gurevich A. V., Milih G. M. (1985) Artificially Ionized Region in the Atmosphere. Moscow: IZMIRAN (In Russian).
6.Bronshten V. A. (1983) Physics of Meteor Phenomena. Springer (in Russian).
7.Bronshten V. A. (1983) A magneto-hydrodynamic mechanism for generating radio waves by bright fireballs. Solar System Res. 17(2), 70—74.
8.Bronshten V. A. (1991) Electrical and electromagnetic phenomena associated with meteor flight. Solar System Res. 25(2), 93—104.
9.Bronshten V. A. (2002) Magnetic effect of the Tungus meteorite. Geomagnetism and Aeronomy. 42(6), 816—818.
10.Golitsyn G. S., Grigoriev G. I., Dokuchaev V. P. (1977) Radiation of acoustic gravity waves during the motion of meteors in the atmosphere. Izvestiya Rossiyskoy Akademii nauk. Fizika atmosfery i okeana, 13(9). 926—936 (In Russian).
11.Goldshtein L. D., Zernov N. V. (1971) Electromagnetic fields and waves, Moscow: Sov. radio. (In Russian).
12.Gurevich A. V., Shvartsburg A. B. (1973) Nonlinear theory of radio wave propagation in the ionosphere. Moscow: Nauka. (In Russian).
13.Catastrophic Impacts of Cosmic Bodies. (2005) (Eds Adushkin V. V., Nemchinov I. V.). — M.: ECC Akademkniga Publ. 310 p. (in Russian).
14.Kovaleva I. H., Kovalev A. G., Popel S. I., Popova O. P. (2013) The electromagnetic effects generated in the Earth ionosphere during the meteoroid falling. Triggernyie effekty v geosistemah. Materialy Vserossiyskogo seminara-soveschaniya. Eds V. V. Adushkin, G. G. Kocheryan. Moscow: GEOS. 41—50. (In Russian).
15.Kovaleva I. H., Kovalev A. G., Popova O. P., et al. (2014) The electromagnetic effects generating in the Earth ionosphere during the meteoroid falling. Dinamicheskije processy v geospherah. Vypusk 5. Geophysicheskije effekty padenija Chelyabinskogo meteoroida: sbornik nauchnyh trudov IDG RAN. Special’nyj vypusk. Moscow: GEOS. 26—48 (In Russian).
16.Liatskij V. B. (1978) The Current Systems of the magnetospheric and ionospheric disturbances. Leningrad: Nauka. (In Russian).
17.The Chelyabinsk Meteorite — one year on the Earth: Proceedings of All-Russian Scientific Conference. (2014). (Ed. Antipin N. A.). Chelyabinsk: Kamennyi poyas Publ. (in Russian).
18.Ol'khovatov A. Yu. (1993) The electrophone sounds mechanisms generation analysis that accompany bolide effects. Geomagnetism and Aeronomy. 33(2), 154—155 (In Russian).
19.Raizer Yu. L. (2003) A debate over the acquisition of an electric potential by a meteoroid. Solar System Research. 37(4), 333—335.
20.Soloviev S. P., Rybnov Yu. S., Kharlamov V. A. (2015) The synchronic disturbances of the acoustic and electric fields caused by artificial and natural sources. Triggernyie effektyi v geosistemah. Materialyi tretego Vserossiyskogo seminara-soveschaniya. Eds V. V. Adushkina, G. G. Kocheryana, Moscow: GEOS. 317—326 (In Russian).
21.Surkov V. V. (2000) Electromagnetic effects caused by earthquakes and explosions. Moscow: MEPhI. (In Russian).
22.Chernogor L. F. (2003) Physics of Earth, atmosphere, and geospace from the standpoint of system paradigm. Radiophyzika i Radioastronomija. 8 (1), 59—106 (In Russian).
23.Chernogor L. F. (2006) Earth - atmosphere - ionosphere - magnetosphere as opened dynamic nonlinear physical system. 1. Nelinejnyj mir. 4(12). 655—697 (In Russian).
24.Chernogor L. F. (2007) Earth - atmosphere - ionosphere - magnetosphere as opened dynamic nonlinear physical system. 2. Nelinejnyj mir. 5(4). 225—246 (In Russian).
25.Chernogor L. F. (2008) On the nonlinearity in nature and science. Kharkiv: V. N. Karazin National University. (In Russian).
26.Chernogor L. F. (2010) The ways in which variations in space and tropo spheric weather impact the biosphere (humans). Phyzyologichnyj journal. 56(3). 25—40 (In Russian).
27.Chernogor L. F. (2011) Oscillations of the geomagnetic field caused by the flight of Vitim Bolide on September 24, 2002. Geomagnetism and Aeronomy. 51(1), 116—130.
28.Chernogor L. F. (2012) Physics and Ecology of Disasters. Kharkiv: V. N. Karazin Kharkiv National University. (In Russian).
29.Chernogor L. F. (2013) Large-scale disturbances in the Earth’s magnetic field associated with the Chelyabinsk meteorite event. Radiophizika i electronica. 4 (18) (3), 47—54 (In Russian).
30.Chernogor L. F. (2013) Plasma, electromagnetic and acoustic effects of meteorite «Chelyabinsk». Engin. Phys. 8, 23—40 (In Russian).
31.Chernogor L. F. (2013) Physical effects of the Chelyabinsk meteorite passage. Dopovidi Natsionalnoi akademii nauk Ukrainy. 10, 97—104 (In Russian).
32.Chernogor L. F. (2014) Geomagnetic Field effects of the Chelyabinsk meteoroid. Geomagnetism and Aeronomy. 54 (5), 613—624.
33.Chernogor L. F. (2014) Physics of high-power radio emissions in geospace. Kharkiv: V. N. Karazin National University. (In Russian).
34.Chernogor L. F. (2015) Ionospheric effects of the Chelyabinsk meteoroid. Geomagnetism and Aeronomy. 55, No. 3, 353—368.
35.Chernogor L. F. (2017) Disturbance in the lower ionosphere that accompanied the re-entry of the Chelyabinsk cosmic body. Cosmic Research. 55(5). 323—332.
36.Chernogor L. F. (2017) Infrasound ectric and magnetic effects in atmosphere. Global electric circuit: Proceedings of 3rd All-Russian Conference. «Borok» geophys. observ. (O. Yu. Shmidt RAS Earth Phys. Inst. filial). Yaroslavl: Filigran, 11—12 (In Russian).
37.Chernogor L. F. (2018) Physical effects of the Romanian meteoroid. 1. Space Science and Technology. 24(1). 49—70 (In Russian).
38.Chernogor L. F. (2018) Physical effects of the Romanian meteoroid. 2. Space Science and Technology. 24(2). 18—35 (In Russian).
39.Chernogor L. F. (2018) Magnetospheric Effects during the Approach of the Chelyabinsk Meteoroid. Geomagnetism and Aeronomy. 58(2). 252—265.
40.Chernogor L. F. (2019) The physical effects of Lipetsk meteoroid. 1. Kinematics Phys. Celestial Bodies. 35(4) 37—59.
41.Chernogor L. F. (2019) The physical effects of Lipetsk meteoroid. 2. Kinematics Phys. Celestial Bodies. 35(5). 25—47.
42.Chernogor L. F., Barabash V. V. (2014) Ionosphere disturbances accompanying the flight of the Chelyabinsk body. Kinematics Phys. Celestial Bodies. 30(3) 126—136.
43.Chernogor L. F., Garmash K. P. (2013) Disturbances in geospace associated with the Chelyabinsk meteorite passage. Radio Phys. Radio Astron. 18(3). 231—243 (In Russian).
44.Chernogor L. F., Liashchuk O. I. (2017) Infrasound observations of the bolide explosion over Romania on January 7, 2015. Kinematics Phys. Celestial Bodies. 33(6). 276—290 .
45.Chernogor L. F., Milovanov Yu. B., Fedorenko V. N., Tsymbal A. M. (2013) Satellite observations of ionospheric disturbances which followed the Chelyabinsk meteorite passage. Space Science and Technology. 19 (6), 38—46 (In Russian).
46.Yampolski Y. M., Zalizovski A. V., Litvinenko L. M., Lizunov G. V., Groves K., Moldwin M. (2004) Magnetic Field Variations in Antarctica and the Conjugate Region (New England) Stimulated by Cyclone Activity. Radio Phys. Radio Astron. 9(2). 130—151 (In Russian).
47.Beech M., Foschini L. A. (1999) A space charge model for electrophonic bursters. Astron. Astrophys. 345. L27—L31.
48.Beech M., Brown P., Jones J. (1995) VLF detection of fireballs. Earth Moon Planets. 68, 181—188.
49.Brown P., Spalding R. E., Re Velle D. O., et al. (2002) The flux of small near-Earth objects colliding with Earth. Nature. 420, 294—296.
50.Chernogor L. F., Rozumenko V. Т. Earth — atmosphere — geospace as an open nonlinear dynamical system. Radio Phys. Radio Astron. 13(2). 120—137 (2008).
51.Chernogor L. F. (2011) The Earth - atmosphere - geospace system: main properties and processes. Int. J. Remote Sensing. 32(11). 3199—3218.
52.Chernogor L. F., Rozumenko V. T. (2013) The physical effects associated with Chelyabinsk meteorite’s passage. Probl. Atomic Sci. and Technol. 86(4). 136 — 139.
53.Infrasound monitoring for atmospheric studies. (2010) Le Pichon A., Blanc E., Hauchecorne A. (Eds.). Springer Dordrecht Heidelberg London New York.
54.Kaznev V. Y. (1994) Observational characteristics of electrophonic bolides: Statistical analysis. Sol. Sys. Res. 28. 49—60.
55.Keay C. S. L. (1980) Anomalous sounds from the entry of meteor fireballs. Science. 210. 11—15.
56.Keay C. S. L. (1980) Audible sounds excited by aurorae and meteor fireballs. J. Roy. Astron. Soc. Canada, 74. 253—260.
57.Keay C. S. L. (1991, 1992) Meteor fireball sounds identified. Asteroids, Comets, Meteors. 297—300.
58.Keay C. S. L. (1992) Electrophonic sounds from large meteor fireballs. Meteoritics. 27. 144—148.
59.Keay C. S. L. (1994) Electrophonic Sounds Catalog. WGN Obs. Rep. Ser. Int. Meteor. Org. 6. 151—172.
60.Keay C. S. L., Ceplecha Z. (1994) Rate of observation of electrophonic meteor fireballs. J. Geophys. Res. 99. 13163—13165.
61.Lizunov G. (2001) Stressing of the magnetosphere by earthquakes. Adv. Space Res. 28(5). 823—827.
62.Pogoreltsev A. I. (1996) Production of electromagnetic field disturbances due to the interaction between acoustic gravity waves and the ionospheric plasma. J. Atmospheric and Terrestrial Phys. 58(10). 1125—1141.
63.Popel S. I. (1997) Eleciromagnetic effects in the Earth’s ionosphere and magnetosphere caused by a cosmic body. Planet. Space Sci. 45(7). 869—875.
64.Popova O. P., Jenniskens P., Emelyanenko V., et al. (2013) Chelyabinsk airburst, damage assessment, meteorite recovery, and characterization. Science. 342. 1069— 1073.
65.Popova O. P., Jenniskens P., Emelyanenko V., et al. (2013) Supplementary material for Chelyabinsk airburst, damage assessment, meteorite, and characterization. Science. URL:www.sciencemag.org/cgi/content/full/science.1242642/DC1. Last access 1.10.2015.
66.Zalyubovsky I. I., Chernogor L. F., Rozumenko V. T. (2008) The Earth - Atmosphere - Geospace Sysiem: Main Properties, Processes and Phenomena. Space Res. in Ukraine. 2006—2008. Kyiv, 19—29.