بررسی پیش‌نشانگری سیگنال‌های VLF دریافتی در گیرندۀ مؤسسۀ ژئوفیزیک دانشگاه تهران

نظری, صبا; رضاپور, مهدی; صبری, سمیه

doi:10.30499/ijg.2025.522865.1696

بررسی پیش‌نشانگری سیگنال‌های VLF دریافتی در گیرندۀ مؤسسۀ ژئوفیزیک دانشگاه تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی‌

نویسندگان

صبا نظری ¹

مهدی رضاپور ²

سمیه صبری ³

¹ دانش آموخته کارشناسی ارشد، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

² استاد، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

³ استادیار، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.30499/ijg.2025.522865.1696

چکیده

پیش‌بینی کوتاه‌مدت زمین‌لرزه که اطلاعاتی در مورد زمان، بزرگا و مکان رخداد به دست می‌دهد، یکی از اقدامات مهم در جهت کاهش اثرات مخرب زمین‌لرزه و تأمین امنیت عمومی است. در کشورهای لرزه‌خیز مانند ایران، توجه به پیش‌نشانگرهای زمینلرزه و ثبت و بررسی آن‌ها، دارای اولویت بالایی برای محققان این زمینه است. این پیش‌نشانگرها شامل پدیدار شدن تغییرات فیزیکی یا شیمیایی قابل‌توجه در زمان‌های قبل از وقوع زمینلرزه هستند. یکی از این تغییرات، مشاهده بی‌هنجاریهایی در سیگنال‌های رادیویی VLF/LF است که در مرز پایینی یونوسفر در حال عبور هستند. همچنین ایجاد نوفههای رادیویی غیرعادی در یونوسفر، قبل از وقوع زمینلرزههای مهم بزرگ در چندین کشور و در سالهای مختلف شناسایی شده‌اند. در این مقاله، پیشنشانگری سیگنالهای VLF دریافتشده در گیرندۀ مؤسسۀ ژئوفیزیک دانشگاه تهران و اثرات ناشی از زمینلرزه رخ داده در خوی به بزرگی 9/5=M در تاریخ 08/11/1401، مورد بررسی و راستی‌آزمایی قرار گرفته است. چند روز قبل از وقوع زمینلرزه، بی‌هنجاریهای قابل مشاهده‌ای در سیگنالهای VLF عبوری از بالای رومرکز این زمینلرزه تشخیص داده شدند که با بررسی سایر عوامل غیرلرزهای مختلف مؤثر بر سیگنال ازجمله اختلالات هواشناسی مثل رعدوبرق، فعالیتهای خورشیدی و طوفانهای ژئومغناطیسی و اعمال فیلتر و هموارسازی دادهها، مشخص شد که این بی‌هنجاری در سیگنال VLF میتواند بهعنوان پیشنشانگر زمینلرزه خوی در نظر گرفته شود.

کلیدواژه‌ها

پیش

نشانگر، خوی، زمین

لرزه، سیگنال‌های VLF

موضوعات

زلزله شناسی

عنوان مقاله English

Investigation of the pre-indicator of VLF signals received at the receiver of the Institute of Geophysics, University of Tehran

نویسندگان English

Saba Nazari ¹

Mehdi Rezapour ²

Somayeh Sabri ³

¹ M.Sc., Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran

² Professor, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran

³ Assistant Professor, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Ira

چکیده English

Short-term earthquake prediction is vital for mitigating the destructive impacts of seismic events by providing timely information on the expected time, magnitude, and location, thus enabling preparedness days or months in advance. This is especially critical in seismically active regions such as Iran, where monitoring earthquake precursors is a major research focus. Among various precursors, anomalies in Very Low Frequency/Low Frequency (VLF/LF) radio signals propagating through the lower ionosphere have been repeatedly observed prior to significant earthquakes. In this study, we analyzed VLF signals recorded by the Geophysics Institute of the University of Tehran in relation to the M=5.9 earthquake that occurred in Khoy on January 28, 2023. A few days before the event, distinct anomalies were detected along the TBB-TEH signal path passing above the earthquake epicenter. To verify these anomalies as precursors, we compared the 26.7 kHz VLF signal data from this path on the earthquake day and the anomaly occurrence day (January 4, 2023) with baseline data from January 2021, which exhibited stable signal propagation. The analysis revealed clear amplitude variations, with elevated nighttime and reduced daytime amplitudes preceding the earthquake, while investigations excluded other seismic or environmental factors as causes. These findings affirm that the observed VLF signal anomalies are linked to the Khoy earthquake, highlighting the potential of VLF monitoring as an effective tool for short-term earthquake prediction in tectonically active regions.

کلیدواژه‌ها English

Earthquake

Khoy

precursor

VLF signals

Akhoondzadeh, M., De Santis, A., Marchetti, D., Piscini, A., & Jin, S. (2019). Anomalous seismo-LAI variations potentially associated with the 2017 Mw=7.3 Sarpol-e Zahab (Iran) earthquake from Swarm satellites, GPS-TEC and climatological data. Advances in Space Research, 64(1), 143-158.

Barghi, W., Delavar, M. R., Shahabadi, M., Zare, M., EslamiNezhad, S. A., & Bayat, H. (2021). Earthquake prediction evaluation based on VLF data using a novel intersection-union method., ISPRS Ann. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., V-4-2021, 25–32, https://doi.org/10.5194/isprs-annals-V-4-2021-25-2021, 2021.

Du, D., Xu, W. Y., Zhao, M. X., Chen, B., Lu, J. Y., & Yang, G. L. (2010). A sensitive geomagnetic activity index for space weather operation. Space Weather, 8(12).

Gokhberg, M. B., Gufeld, I. L., Rozhnoy, A. A., Marenko, V. F., Yampolsky, V. S., & Ponomarev, E. A. (1989). Study of seismic influence on the ionosphere by super long-wave probing of the Earth-ionosphere waveguide. Physics of the earth and planetary interiors, 57(1-2), 64-67.

Gonzalez, W. D., Joselyn, J. A., Kamide, Y., Kroehl, H. W., Rostoker, G., Tsurutani, B. T., & Vasyliunas, V. M. (1994). What is a geomagnetic storm. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 99(A4), 5771-5792.

Hayakawa, M. (1996). The precursory signature effect of the Kobe earthquake on VLF subionospheric signals. J. Comm. Res. Lab., Tokyo, 43(2), 169-180.

Hayakawa, M. (2015). Earthquake Prediction with Radio Techniques. John Wiley& Sons, Singapore, 294 p. https://doi.org/10.1002/9781118770368.

Hayakawa, M., & Hobara, Y. (2010). Current status of seismo-electromagnetics for short-term earthquake prediction. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 1(2), 115-155.

Hayakawa, M., Hobara, Y., Yasuda, Y., Yamaguchi, H., Ohta, K., Izutsu, J., and

Nakamura, T. (2012). Possible precursor to the March 11, 2011, Japan earthquake: ionospheric perturbations as seen by subionospheric very low frequency/low frequency propagation. Annals of Geophysics, 55(1).

Hayakawa, M., & Molchanov, O. A. (2002). Seismo Electromagnetics: Lithosphere–Atmosphere–Ionosphere Coupling. Tokyo: Terra Scientific Publishing Company (TERRAPUB).

Li, Z., Chen, Z., Huang, J., Li, X., Han, Y., Yang, X., & Li, Z. (2023). Study on VLF electric field anomalies caused by seismic activity on the western coast of the pacific rim. Atmosphere, 14(11), 1676.

Maekawa, S., Horie, T., Yamauchi, T., Sawaya, T., Ishikawa, M., Hayakawa, M., & Sasaki, H. (2006). A statistical study on the effect of earthquakes on the ionosphere, based on the subionospheric LF propagation data in Japan. In Annales geophysicae (Vol. 24, No. 8, pp. 2219-2225). Göttingen, Germany: Copernicus Publications.

Mahmoudian, A., Safari, M., & Rezapour, M. (2022). Earthquake prediction assessment using VLF radio signal sounding and space-based ULF emission observation. Acta Geophysica, 70(3), 1269-1284.

Moayeri Manesh. F., Mahmoudian, A., & Rahimi, H., (2024). Detection of the pre-seismic anomalies in stratospheric temperature and radio emission using space-based observations, Advances in Space Research, 73(10), 5114-5133, doi.org/10.1016/j.asr.2024.02.040.

Rozhnoi, A., Solovieva, M. S., Molchanov, O. A., & Hayakawa, M. (2004). Middle latitude LF (40 kHz) phase variations associated with earthquakes for quiet and disturbed geomagnetic conditions. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 29(4-9), 589-598.

Shvets, A. V., Hayakawa, M., & Maekawa, S. (2004). Results of subionospheric radio LF monitoring prior to the Tokachi (m= 8, Hokkaido, 25 September 2003) earthquake. Natural Hazards and Earth System Sciences, 4(5/6), 647-653.