آناليز تبديل موجك تغييرات محتوي الكتروني يونسفر قبل از زمين لرزه‌هاي بزرگ

Wavelet Transform Analysis of Ionospheric Electron Content Changes before Large Earthquakes

زمین‌لرزه یكی از تلخ‌ترین و مخرب‌ترین حوادثی است كه زندگی بشر را به خطر انداخته است. بدین جهت این حادثه طبیعی، ذهن محققین و دانشمندان را به خود مشغول ساخته است تا بتوانند نشانه‌هایی قبل از وقوع زمین لرزه پیدا و سعی در پیش بینی آن نمایند. بر اساس پژوهش‌های انجام گرفته یكی از پیش نشانگرهای زمین لرزه، تغییرات غیرعادی محتوی الكترونی قبل از وقوع زمین لرزه‌های بزرگ (بزرگتر از 6 ریشتر) است. در این پژوهش، تغییرات TEC در زمین لرزه‌های 21 مرداد 1391 با بزرگای 6.5 و 6.3 اهر-ورزقان و زمین لرزه‌ی 27 فروردین 1392 سراوان با بزرگای 7.5، در دوره‌های 36 روزه‌ و 32 روزه تعیین و بررسی شده است. بدین منظور یونسفر به صورت مدل تك لایه با استفاده از داده‌‌های GPS ایستگاه‌های ژئودینامیك شمال‌غرب و جنوب‌شرق كشور به صورت محلی مدلسازی شد. در این پژوهش برای آشكار سازی رابطه‌ی بین آنومالی تغییرات محتوی الكترونی و زمین لرزه-های بزرگ آنالیز تبدیل موجك پیشنهاد شده است. همچنین از موجك متقاطع در بازه‌ی مشاهداتی یكسان برای آشكار سازی ارتباط بین آنومالی تغییرات محتوی الكترونی و فعالیت‌های خورشیدی استفاده شد. نتایج حاصل نشان می‌دهد آنالیز تبدیل موجك تغییرات غیر عادی محتوی الكترونی را در محدوده‌ی روزهای زمین لرزه به خوبی مشخص كرده و ابزار ریاضی مناسبی برای آشكار سازی ارتباط یاد شده است. همچنین فعالیت‌های بالای خورشیدی، طوفان‌های مغناطیسی و موجود نبودن مدار نهایی ماهواره در همان لحظه، از جمله محدودیت‌هایی هستند كه در این روش باید در نظر گرفته شوند. برای مطالعه‌ی بیشتر با نصب ایستگاه‌های GPS در محدوده گسل‌های فعال و استفاده از داده‌های یونوسند و داده‌‌های ماهواره‌ی DEMETER می‌توان سری زمانی این تغییرات را با دقت بهتری ثبت و وابستگی آن‌ها را مشاهده و بررسی كرد.

Earthquake is one of the most destructive events which menace human life. Therefore, researchers and scientists are trying to find any signals before this natural disaster and maybe to predict it. According to previous efforts and researches done by different scientists, one of earthquake precursors could be unusual changes in electron content before the occurrence of large earthquakes (greater than 6). In this study, the changes in ionospheric electron density on 11 August 2012 Ahar-Vaezeghan and on 16 April 2013 Saravan earthquakes are quantified. For this purpose, single-layer ionospheric model using GPS data of continuous stations in NW and SE Iran was considered. In this paper, an integrated wavelet analysis methodology is proposed to detect and report any relationship between ionospheric total electron content (TEC) anomalies and seismic activities. Cross-wavelet analysis as a mathematical tool represented the relationship between abnormal ionospheric total electron anomalies and sun activities. There are some limitations due to high solar activity, magnetic storms and the lack of final satellites orbit at the real time, which should be considered in this method. In order to do a better study to detect ionospheric TEC anomalies related to seismic activities, it can produce a time series of these anomalies by using GPS sites distributed in active faults zones, DEMETER satellite and iono-sound data.