Results of monitoring of greenhouse gas concentrations and variations in the Earth’s crust deformations at Cape Schultz in winter period, 2023–2024

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Purpose. The purpose of the study is to monitor climatic changes in the southern part of Primorsky Krai related to the variations in meteorological parameters, greenhouse gas flows, and the affect of catastrophic deformation processes of the Earth's crust.

Methods and Results. At the marine experimental station “C. Shultz”, complex measurements are continuously performed by a stationary hardware and software measuring complex for gas-deformation monitoring. The measuring complex consisting of several laser interference measuring devices (laser strainmeters, laser nanobarograph and laser meter of hydrosphere pressure variations) and a stationary closed-type gas analyzer for measuring the carbon dioxide and water vapor concentrations in the atmosphere, is briefly described. All the field measurement data obtained using the complex, are assembled in a common database for subsequent research. During the measurements performed in winter, 2023–2024 and spring, 2024, new data on the manifestations and interactions of different geospheric processes were obtained. In winter, an excess of carbon dioxide content in the atmosphere and its decrease in early spring were recorded, that was due to a seasonal change of the prevailing wind direction. The monitoring has resulted in revealing a daily frequency of the carbon dioxide concentration. At the same time, the effect of daily variations in the atmospheric air temperature upon the daily variations in carbon dioxide concentration was recorded. The deformation monitoring made it possible to record a catastrophic earthquake which caused a tsunami in the Sea of Japan. Calculation of the magnitude of the revealed deformation anomaly of the earthquake permitted to determine the magnitude of the Earth’s crust displacement which led to the occurrence of a tsunami wave. Complex processing of data shows the data correlation induced by micro-deformations the Earth’s crust and the variations in atmospheric pressure, carbon dioxide and water vapor in the atmosphere at tidal harmonics.

Conclusions. Comprehensive monitoring of the greenhouse gas concentrations and the variations in crustal deformations made it possible to identify the dependencies of short-period oscillations during the gas-deformation inter-geospheric interactions. The latest data on the changes in greenhouse gas concentrations in winter in the southern part of Primorsky Krai have been obtained.

Full Text

Введение

В последние годы с все нарастающей тревогой человечество следит за глобальными климатическими изменениями, которые особенно контрастно проявляются в наблюдаемых метеорологических параметрах, таких как парниковые газы, температура приземного воздуха, осадки, общая циркуляция атмосферы, состояние криосферы суши и Мирового океана, экстремальность климата.

Атмосферные концентрации трех парниковых газов, имеющих как естественные, так и антропогенные источники, значительно выросли начиная с доиндустриальной эпохи: СО2 на 46%, СН4 на 157%, N2O на 22%.

С повышением температуры, увеличением числа катастрофических процессов растут и объемы естественных выбросов. Повышение температуры вследствие деформационных, морских волновых процессов может происходить не только в земной коре, но и в атмосфере, что было отмечено в работе [1]. Возникновение микробаром (это гравитационные морские волны) коррелирует с возникновением микросейсм. Более того, одни и те же волны возбуждают микросейсмы и микробаромы. Энергия микросейсм зависит от энергии морских волн. В работе [2] исследовали связь микросейсм с конкретными штормами. Крупные штормы значительно увеличивают микросейсмическую энергию [3–5]. В связи с этим исследовалась вариация сейсмического шума в десятилетних масштабах с целью выявления ее связи с изменчивостью климата [6]. Сейсмическое профилирование залива Петра Великого показывает обширные выходы газов, связанные с их скоплениями в донных осадках шельфовой области, сформировавшихся в результате преобразования органического вещества осадочных отложений [7]. При этом регистрируется высокая концентрация СО2 в донных отложениях этой акватории [8]. Также отмечается существенное влияние приливов на интенсивность и периодичность выбросов газов [9].

В своих оценках мы должны учитывать роль деформационных процессов земной коры, вызывающих повышенные выбросы природных газов из мантии и земной коры в атмосферу. В результате комплексных измерений получены новые данные о региональных деформационных процессах и корреляции концентрации парниковых газов.

Цель настоящей работы – изучить связи деформационных процессов земной коры с выбросами природных парниковых газов на м. Шульца Приморского края России и на шельфе Японского моря с использованием созданного аппаратно-программного комплекса газодеформационного мониторинга переходной зоны атмосфера – гидросфера – литосфера [10].

Аппаратно-программный комплекс газодеформационного мониторинга

Данный комплекс состоит из лазерно-интерференционных установок для измерения деформации земной коры и вариаций атмосферного давления, стационарного газоаналитического оборудования и метеостанции. При проведении эксперимента по изучению связи динамики парниковых газов шельфовой области Японского моря с вариациями деформаций земной коры в отдельный промежуток времени НИС «Профессор Гагаринский» стоял на якоре на шельфе Японского моря в 1,8 км от места расположения лазерного деформографа (рис. 1).

 

Рис. 1. Место постановки на якорь НИС «Профессор Гагаринский» на карте

Fig. 1. Map showing the anchoring place of the R/V "Professor Gagarinsky"

 

Лазерно-интерференционный комплекс. На п-ове Гамова Приморского края с центром в точке с координатами 42,58° с. ш. и 131,15° в. д. на территории морской экспериментальной станции (МЭС) «м. Шульца» расположен лазерно-интерференционный измерительный комплекс приборов, в состав которого входят лазерный нанобарограф, лазерные деформографы с длинами измерительных плеч 52,5 и 17,5 м, лазерный измеритель вариаций давления гидросферы (рис. 2).

 

Рис. 2. Схема расположения лазерных интерферометров: 1 – лазерный деформограф с длиной измерительного плеча 52,5 м; 2 – лазерный деформограф с длиной измерительного плеча 17,5 м; 3 – лазерный нанобарограф; 4 – лазерный измеритель вариаций давления гидросферы; 5 – лабораторное помещение

Fig. 2. Layout of laser interferometer locations: 1 – laser strainmeter with a measuring arm length 52.5 m; 2 – laser strainmeter with a measuring arm length 17.5 m; 3 – laser nanobarograph; 4 – laser meter of variations of hydrosphere pressure; 5 – laboratory

 

Лазерный нанобарограф [11] создан для исследований взаимосвязи между процессами в атмосфере, литосфере и гидросфере. В качестве датчика-измерителя атмосферного давления в лазерном нанобарографе используется блок анероидных коробок, применяемый в классических стрелочных барометрических приборах. С целью увеличения чувствительности при регистрации перемещения незакрепленного конца блока анероидных коробок применены лазерно-интерференционные методы, в основе которых лежит равноплечий интерферометр Майкельсона с длиной измерительного (и «эталонного») плеча 20 см. В качестве источника излучения используется частотно-стабилизированный гелий-неоновый лазер фирмы Melles Griot, обеспечивающий стабильность частоты в девятом знаке. Общий вид лазерного нанобарографа приведен на рис. 3. Его основные технические характеристики: рабочий диапазон частот от 0 (условно) до 1000 Гц, точность измерения вариаций атмосферного давления 1 мПа.

 

Рис. 3. Общий вид лазерного нанобарографа

Fig. 3. General view of laser nanobarograph

 

Динамический диапазон всех интерферометров значительно расширяется за счет применения системы сброса уровней и системы обратных связей, управляющих работой интерферометров. Основу двухкоординатного лазерного деформографа, описанного в работе [12], составляют 52,5-метровый и 17,5-метровый лазерные деформографы. Оптические элементы каждого из них смонтированы на двух гранитных устоях, закрепленных на земных породах. Один устой 52,5-метрового лазерного деформографа закреплен на естественной гранитной скале, другой стоит на суглинке большой плотности. Высота первого устоя ~1 м, второго ~ 3 м. Все устои имеют конусообразную форму с расширением книзу. Оба устоя 17,5-метрового лазерного деформографа высотой ~ 1,5 м смонтированы на суглинке. На рис. 4 приведена фотография интерференционного узла 52,5-метрового лазерного деформографа.

 

Рис. 4. Центральный интерференционный узел 52,5-метрового лазерного деформографа

Fig. 4. Central interference node of the 52.5 m laser strainmeter

 

На рис. 5 показан интерференционный узел 17,5-метрового лазерного деформографа. Основные технические характеристики лазерных деформографов: рабочий диапазон частот от 0 (условно) до 100 Гц, точность измерения смещений земной коры 0,01 нм.

 

Рис. 5. Центральный интерференционный узел 17,5-метрового лазерного деформографа

Fig. 5. Central interference node of the 17.5 m laser strainmeter

 

Стационарный газоанализатор СО2/H2O закрытого типа LI-7200 RS. В 2023 г. на МЭС «м. Шульца» установлена станция Eddy Covariance на основе газоанализатора CO2/H2O закрытого типа LI-7200RS, модель LI-7200RSF, LI-COR, модуль воздушного потока 7200-102 (рис. 6, а). Станция оснащена системой обработки данных SmartFlux 2 для систем Eddy Covariance в режиме реального времени. Частота измерений газоанализатора 5–20 Гц. Диапазон измерений по CO2 составляет 0–3000 ppm. Чувствительность измерений по CO2 (моль H2O/моль CO2) ± 0,02. Станция оборудована высокоточным цифровым 3-осевым (3D) ультразвуковым анемометром Gill Windmaster 3D для измерения турбулентных потоков, его основные характеристики: частота дискретизации 20 Гц, диапазон измеряемых скоростей ветра 0–45 м/с, разрешение 0,01 м/с, погрешность (RMS) 1,5% при 12 м/с, рабочий диапазон направлений ветра 0–359°, разрешение 0,1°, погрешность 2° при 12 м/с, материал исполнения корпуса – алюминий/углеволокно. Оборудование от производителя LI-COR, газоанализатор CO2/H2O закрытого типа LI-7200RS специально разработан для проведения высокоскоростных и высокоточных измерений концентраций CO2 и паров воды в атмосфере (рис. 6, b). Он сочетает преимущества газоанализаторов закрытого типа (высокую точность измерений, производительность, компактность и устойчивость к самым неблагоприятным условиям) с низким энергопотреблением газоанализаторов открытого типа.

 

Рис. 6. Станция Eddy Covariance в комплексе с метеодатчиками на МЭС «м. Шульц» (a), газоанализатор СО2/H2O закрытого типа LI-7200 RS (b) и схема его строения (c)

Fig. 6. Eddy Covariance station in combination with weather sensors at MES “C. Schultz” (a), closed-type CO2/H2O gas analyzer LI-7200 RS (b) and its structure diagram (c)

 

Газоанализатор LI-7200RS использует достоинства недисперсионной инфракрасной спектроскопии для быстрого и надежного измерения плотности CO2 и водяного пара в окружающей атмосфере. Твердотельный лазерный диод в основании датчика производит инфракрасное излучение, которое проходит через систему термически регулируемых оптических фильтров и ограниченное пространство воздушного образца и подается на термически регулируемый детектор из селенида свинца (рис. 6, c). Некоторое количество инфракрасных лучей поглощается CO2 и парами воды в пространстве образца. Концентрации газов вычисляются по коэффициенту отношения поглощенного ИК-излучения к контрольному значению.

Полученные экспериментальные данные стационарного газоанализатора после предварительной обработки, фильтрации и децимации записываются в созданную базу экспериментальных данных с частотой дискретизации 2 Гц.

Результаты мониторинга концентрации парниковых газов

Результаты зимнего мониторинга содержания СО2 и паров воды с 01.12.2023 г. по 29.02.2024 г., а также основные метеопараметры приземной атмосферы приведены на рис. 7 и 8. На рис. 7 представлены синхронные графики вариаций атмосферного давления, температуры воздуха, влажности воздуха, количества осадков и солнечной радиации. Данные мониторинга были совмещены с параметрами атмосферного переноса для оценки преобладающего направления движения атмосферного воздуха в районе станции мониторинга.

 

Рис. 7. Результаты метеорологического мониторинга на МЭС «м. Шульца» за декабрь 2023 г. – февраль 2024 г. Желтым цветом показана фотосинтетически активная радиация, синим – количество осадков, красным – температура, черным – атмосферное давление, зеленым – влажность

Fig. 7. Results of meteorological monitoring at MES “C. Schultz” for December 2023 – February 2024. Yellow color shows photosynthetically active radiation, blue – precipitation amount, red – temperature, black – atmospheric pressure, and green – humidity

 

Рис. 8. Результаты газогеохимического мониторинга на МЭС «м. Шульца» за декабрь 2023 г. – февраль 2024 г. Красным цветом показана скорость ветра, черным – направление ветра, синим – концентрация углекислого газа, зеленым – концентрация водяного пара

Fig. 8. Results of gas-geochemical monitoring at MES “C. Schultz” for December 2023 – February 2024. Red color shows wind speed, black – wind direction, blue – сoncentration of carbon dioxide, and green – concentration of water vapor

 

При анализе рис. 8 в целом можно сделать вывод, что зимой в южной части Приморского края основное направление ветрового переноса совпадает с генеральной циркуляцией атмосферы в данный период года. Преобладали северо-западные и северо-восточные ветры (черный график на рис. 8). Данные секторы в целом совпадают с континентальной частью Хасанского района, внутренними акваториями залива Посьета и бухты Витязь. Скорость ветра изменялась в диапазоне 0,5–15,1 м/с, в среднем она составляла 5 м/с (красный график на рис. 8). Преобладающие значения ветра лежали в диапазоне 5–10 м/с, максимальные были зафиксированы в декабре и январе, при этом в феврале картина совершенно другая – с возрастанием роли юго-восточных ветров и более умеренными значениями скорости ветра, как видно из розы ветров в правой части рис. 8.

Содержание СО2 в зимний период изменялось в диапазоне 424,3–449,1 ppm, среднее содержание составило 430,8 ppm (синий график на рис. 8). Максимальные средние концентрации углекислого газа зафиксированы для января (434,3 ppm), минимальные – для февраля (429,2 ppm). Максимальные значения концентрации водяного пара в атмосфере фиксировали в начале декабря и во второй половине февраля (зеленый график на рис. 8). По данным морских исследований, проведенных в рамках проекта ВИП-ГЗ на НИС «Профессор Гагаринский» в период октябрь – декабрь 2022 г., для акватории залива Петра Великого были получены меньшие значения концентраций углекислого газа в приводном слое атмосферы 1, 2:

  • в среднем 424 ppm (рейс № 83, залив Петра Великого);
  • в среднем 425 ppm (многосуточная стоянка возле МЭС «м. Шульца», ноябрь 2022 г.);
  • в среднем 427 ppm (рейсы № 84, 85, декабрь 2022 г.).

Содержание паров воды в зимний период изменялось в пределах 0,1–8,1%, в среднем 2,2%, медиана 2,8%. Максимальные среднемесячные значения зафиксированы в феврале, минимальные – в декабре и январе. Стоит отметить, что пики обоих газовых компонентов часто совпадают, однако встречается и противоположная зависимость.

В целом подобный уровень концентраций СО2 достаточно ярко иллюстрирует повышенный уровень его содержания в атмосфере в зимний период. Этот факт обусловлен как особенностями атмосферного переноса (в основном с континентальной части), так и практически полным замедлением процессов фотосинтеза и вегетации растений (сток углекислого газа затруднен) вследствие низких температур. Также начиная с декабря 2023 г. была обнаружена характерная внутрисуточная изменчивость концентраций углекислого газа с их повышением в дневное время и плавным уменьшением ночью (с минимумом в утренние часы) со средней амплитудой 1,3 ppm. По всей видимости, это может быть связано с местными особенностями циркуляции атмосферы и сменой направления преобладающего ветра в системе суша – море.

В марте 2024 г. были получены первые региональные данные по концентрациям СО2 за весенний период (рис. 9). Содержание углекислого газа в марте изменялось в диапазоне 388,9–445,5 ppm, в среднем 427,5 ppm, медиана 427,8 ppm. Содержание паров воды изменялось в пределах 0,2–10,6%, в среднем 3,5%, медиана 3,3%. В целом наблюдаются сходные внутрисуточные зависимости и для данного сезона года.

 

Рис. 9. Результаты газогеохимического мониторинга на МЭС «м. Шульца» за март 2024 г.

Fig. 9. Results of gas-geochemical monitoring at MES “C. Schultz” for March 2024

 

Весенний период характеризуется переходом к теплому сезону года с положительными дневными и часто отрицательными ночными температурами. Кроме того, немаловажным фактом, влияющим на уровень концентраций, является достаточно сухая и малоснежная зима, что в комплексе с постоянным потоком солнечной радиации и прогревом почвенного слоя вызывает частое возникновения пожароопасных периодов с развитием лесных пожаров и травяных палов в Приморском крае. Крайне пожароопасным был март 2024 г., особенно для южной части Хасанского района (рис. 10).

 

Рис. 10. Районы распространения температурных аномалий (очаги возгорания) в марте 2024 г. по данным системы NASA FIRMS (Fire Information for Resource Management System) с сайта https://firms.modaps.eosdis.nasa.gov. Красные зоны – краткосрочные возгорания, светло-желтые – очаги горения свыше 5 сут

Fig. 10. Areas of distribution of temperature anomalies (fire sources) in March 2024 based on the NASA FIRMS (Fire Information for Resource Management System) data (site https://firms.modaps.eosdis.nasa.gov). Red zones are the short-term fires, light yellow ones – hotbeds of burning for more than 5 days

 

Основные (пиковые) промежутки возгораний пришлись на 1–4 марта и 23–26 марта 2024 г., что достаточно хорошо отражается на пикообразных аномалиях углекислого газа в приземной атмосфере (см. рис. 8).

Общие характеристики распределения парниковых газов в течение четырех месяцев приведены на рис. 11 и 12.

 

Рис. 11. Параметры статистической оценки для концентраций углекислого газа. Границами бокс-плота служат первый и третий квартили (25-й и 75-й процентили соответственно), линия в середине ящика – медиана (50-й процентиль). Концы «усов» – минимальное и максимальное наблюдаемые значения данных; превышающие эти значения относятся к категории выбросов

Fig. 11. Statistical estimation parameters for carbon dioxide concentrations. The boundaries of the box plot are the first and the third quartiles (25th and 75th percentiles, respectively), line in the middle of the box is the median (50th percentile). The ends of “whiskers” are the minimum and maximum observed data values; the ones exceeding these values belong to the emission category

 

Рис. 12. Параметры статистической оценки для концентраций паров воды

Fig. 12. Statistical estimation parameters for water vapor concentrations

 

В целом статистическая оценка позволяет говорить о тренде снижения концентраций углекислого газа к марту 2024 г. и его максимума в середине зимнего сезона (январь 2024 г.). Обнаружена тесная связь с температурным режимом и проявлением суточной изменчивости солнечной активности, данный факт также может быть связан и со сменой направления ветра в течение промежутка день/ночь. Указанная закономерность может нарушаться вследствие неблагоприятных погодных явлений, циклонической деятельности и дополнительных источников эмиссии, таких, к примеру, как лесные пожары и травяные палы. Дополнительное моделирование атмосферного переноса поможет выделить потенциальные районы – источники эмиссии углекислого газа в атмосферу.

Таким образом, в результате проведенных исследований уточнен газогеохимический фон углекислого газа в атмосферном воздухе в зимний период (430,8 ppm) и на начало весеннего сезона 2024 г. (427,8 ppm) в районе МЭС «м. Шульца». Собраны основные климатические параметры атмосферы и выделены основные тренды изменения.

Результаты деформационного мониторинга

На рис. 13 приведены результаты деформационного мониторинга за указанный промежуток времени.

 

Рис. 13. Результаты деформационного мониторинга с 1 декабря 2023 г. по 26 марта 2024 г.: записи 52,5-метрового лазерного деформографа (а), 17,5-метрового лазерного деформографа (b) и лазерного нанобарографа (c)

Fig. 13. Results of deformation monitoring from December 1, 2023 to March 26, 2024: records of 52.5 m (а) and 17.5 m laser (b) strainmeters, and laser nanobarograph (c)

 

Данные деформационного и газового мониторинга за 1–25 декабря 2023 г. были подвергнуты спектральной обработке периодограммным методом с числом осреднений 3. Результаты обработки данных, приведенных на рис. 8 и 13, отображены на рис. 14.

 

Рис. 14. Спектры, полученные при обработке данных за декабрь 2023 г. 52,5-метровым лазерным деформографом (а), 17,5-метровым лазерным деформографом (b), лазерным нанобарографом (c) и газоанализатором СО2 (d)

Fig. 14. Spectra obtained by processing the data from 52.5 m (a) and 17.5 m (b) laser strainmeters, laser nanobarograph (c), and СО2 gas analyzer (d) for December 2023

 

Как видно, на всех приведенных спектрах выделяются максимумы, соответствующие суточному и полусуточному приливам. В спектрах записей лазерных деформографов и лазерного нанобарографа выделяется мощный пик с периодом ~ 8 ч.

При анализе синхронных записей лазерно-интерференционных установок и газоанализатора отметим присутствие в спектрах приливных гармоник (деформации земной коры, вариации атмосферного давления и концентрации углекислого газа). Корреляция на данных частотах, возможно, вызвана воздействием приливов на осадочные породы морского дна, включающие повышенное содержание газов.

Самым достопримечательным (пока) результатом полученной записи является регистрация лазерными деформографами цунамигенного землетрясения, произошедшего в Японском море, в результате которого на побережье Приморского края пришла волна цунами высотой до 0,3 м. На рис. 15 приведены записи 52,5-метрового и 17,5-метрового лазерных деформографов, которые зарегистрировали землетрясение и деформационные аномалии (скачки деформации), вызванные подвижками морского дна в эпицентре. Землетрясение произошло на северо-восточной оконечности п-ова Ното (Япония) 1 января 2024 г. в 07:10:09 UTC с магнитудой 7,6. По уровню данной деформационной аномалии можно рассчитать смещение морского дна, которое привело к образованию цунами. В соответствии с работой [13], расчетное смещение морского дна по записи 52,5-метрового лазерного деформографа составило 5,4 м в эпицентре землетрясения.

 

Рис. 15. Цунамигенное землетрясение и деформационная аномалия на записях 52,5-метрового и 17,5 метрового лазерных деформографов

Fig. 15. Tsunamigenic earthquake and deformation anomaly on the records of 52.5 m and 17.5 m laser strainmeters

 

На записях газоанализатора подобных сигналов, связанных с катастрофическими землетрясениями в регионе, не наблюдалось.

Заключение

В результате выполненных измерений вариаций углекислого газа в зимний период 2023–2024 гг. установлено, что повышенный уровень СО2 связан с направлением ветра, который дует с континента. Этот факт обусловлен как особенностями атмосферного переноса, так и практически полным замедлением процессов фотосинтеза и вегетации растений вследствие низких температур. В летний период направление ветра меняется практически на противоположное. Суточные вариации концентрации СО2 связаны исключительно с суточными вариациями температуры.

В результате деформационного мониторинга зарегистрировано цунамигенное землетрясение, вызвавшее цунами в Японском море. По величине деформационной аномалии, зарегистрированной лазерным деформографом, удалось определить смещение морского дна в очаге землетрясения, которое привело к образованию цунами. По данным измерений, оно составляло ~ 5,4 м. Эти аномальные деформационные процессы ожидаемо не были проявлены в вариациях паров воды и углекислого газа на м. Шульца.

При спектральной обработке данных лазерных деформографов, лазерного нанобарографа и газоанализатора обнаружены мощные спектральные составляющие на приливных гармониках.

 

1 Климатически активные газы в приводном слое атмосферы залива Петра Великого (Японское море), измеренные за период с 21 октября по 30 ноября 2022 года : база данных / А. В. Яцук, М. А. Бовсун ; ТОИ ДВО РАН. Электрон. дан. 2023. № гос. регистрации 2023620699.

2 Атмохимические параметры приводного слоя атмосферы акваторий Амурского и Уссурийского заливов (Японское море), измеренные на НИС «Профессор Гагаринский» в рейсах № 84, 85 (01-31.12.2022): база данных / А. В. Яцук, М. А. Бовсун ; ТОИ ДВО РАН. Электрон. дан. 2023. № гос. регистрации № 2023623106.

×

About the authors

M. A. Bovsun

V. I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences

Email: bovsun.ma@poi.dvo.ru
SPIN-code: 8096-2130
Scopus Author ID: 57218099245

младший научный сотрудник, лаборатория газогеохимии

Russian Federation, Vladivostok

G. I. Dolgikh

V. I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences

Email: dolgikh@poi.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0002-2806-3834
SPIN-code: 5241-3375
Scopus Author ID: 7003888822

директор института, доктор физико-математических наук, академик РАН

Russian Federation, Vladivostok

S. G. Dolgikh

V. I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences

Email: sdolgikh@poi.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0001-9828-5929
SPIN-code: 1836-2541
Scopus Author ID: 6604069353

зав. лабораторией нелинейной гидрофизики и природных катастроф

Russian Federation, Vladivostok

V. V. Ovcharenko

V. I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences

Email: ovcharenko@poi.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0001-7784-2140
SPIN-code: 4558-5048
Scopus Author ID: 7101867413

старший научный сотрудник, лаборатория физики геосфер, кандидат физико-математических наук

Russian Federation, Vladivostok

I. E. Stepochkin

V. I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences

Email: stepochkin.ie@poi.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0001-5006-7754
SPIN-code: 4975-7825
Scopus Author ID: 36816707300

научный сотрудник, лаборатория комплексных исследований окружающей среды и минеральных ресурсов

Russian Federation, Vladivostok

V. A. Chupin

V. I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: chupin@poi.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0001-5103-8138
SPIN-code: 3093-7705
Scopus Author ID: 7004931608

зав. лабораторией физики геосфер, кандидат физико-математических наук

Russian Federation, Vladivostok

A. V. Yatsuk

V. I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences

Email: yatsuk@poi.dvo.ru
ORCID iD: 0000-0003-3975-5438
SPIN-code: 5704-5884
Scopus Author ID: 55189937800

ведущий научный сотрудник, лаборатория газогеохимии, кандидат геолого-минералогических наук

Russian Federation, Vladivostok

References

  1. Bowman D. C., Lees J. M. Upper Atmosphere Heating from Ocean-Generated Acoustic Wave Energy // Geophysical Research Letters. 2018. Vol. 45, iss. 10. P. 5144–5150. https://doi.org/10.1029/2018GL077737
  2. Gerstoft P., Fehler M. C., Sabra K. G. When Katrina hit California // Geophysical Research Letters. 2006. Vol. 33, iss. 17. L17308. https://doi.org/10.1029/2006GL027270
  3. Astiz L., Creager K. Geographic and seasonal variations of microseismic noise // EOS Transactions of American Geophysical Union. 1994. Vol. 75. 419.
  4. Bromirski P., Flick R. E., Graham N. Ocean wave height determined from inland seismometer data: Implications for investigating wave climate changes in the NE Pacific // Journal of Geophysical Research: Oceans. 1999. Vol. 104, iss. C9. P. 20753–20766. https://doi.org/10.1029/1999JC900156
  5. Grevemeyer I., Herber R., Essen H.-H. Microseismological evidence for a changing wave climate in the northeast Atlantic Ocean // Nature. 2000. Vol. 408, iss. 6810. P. 349–352. https://doi.org/10.1038/35042558
  6. Aster R. C., McNamara D. E., Bromirski P. D. Multidecadal Climate-induced Variability in Microseisms // Seismological Research Letters. 2008. Vol. 79, iss. 2. P. 194–202. https://doi.org/10.1785/gssrl.79.2.194
  7. Оценка опасных геологических процессов в заливе Петра Великого (Японское море) по данным мониторинга геологической среды / А. Е. Рыбалко [и др.] // Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации : материалы докладов Четырнадцатой Общероссийской научно-практической конференции и выставки изыскательских организаций. 2018. Москва : ООО «Геомаркетинг», 2018. С. 592–597. EDN VWPZYC.
  8. Распределение метана на акватории залива Петра Великого / А. К. Окулов [и др.] // Подводные исследования и робототехника. 2017. № 1. С. 68‒73. EDN ZBHKSD.
  9. Impact of tides and sea-level on deep-sea Arctic methane emissions / N. Sultan [et al.] // Nature Communications. 2020. Vol. 11, iss. 1. 5087. https://doi.org/10.1038/s41467-020-18899-3
  10. Hard- and Software Controlled Complex for Gas-Strain Monitoring of Transition Zones / G. Dolgikh [et al.] // Sensors. 2024. Vol. 24, iss. 8. 2602. https://doi.org/10.3390/s24082602
  11. A laser nanobarograph and its application to the study of pressure-strain coupling / G. I. Dolgikh [et al.] // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. 2004. Vol. 40, no. 8. P. 683–691. EDN LIQVZD.
  12. A Two-Coordinate Laser Strainmeter / G. I. Dolgikh [et al.] // Izvestiya. Physics of the Solid Earth. 1998. Vol. 34, iss. 11. Р. 946–950. EDN HTYDEN.
  13. Dolgikh G., Dolgikh S. Deformation Anomalies Accompanying Tsunami Origination // Journal of Marine Science and Engineering. 2021. Vol. 9, iss. 10. 1144. https://doi.org/10.3390/jmse9101144

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Map showing the anchoring place of the R/V "Professor Gagarinsky"

Download (247KB)
3. Fig. 2. Layout of laser interferometer locations: 1 – laser strainmeter with a measuring arm length 52.5 m; 2 – laser strainmeter with a measuring arm length 17.5 m; 3 – laser nanobarograph; 4 – laser meter of variations of hydrosphere pressure; 5 – laboratory

Download (301KB)
4. Fig. 3. General view of laser nanobarograph

Download (240KB)
5. Fig. 4. Central interference node of the 52.5 m laser strainmeter

Download (214KB)
6. Fig. 5. Central interference node of the 17.5 m laser strainmeter

Download (261KB)
7. Fig. 6. Eddy Covariance station in combination with weather sensors at MES “C. Schultz” (a), closed-type CO2/H2O gas analyzer LI-7200 RS (b) and its structure diagram (c)

Download (328KB)
8. Fig. 7. Results of meteorological monitoring at MES “C. Schultz” for December 2023 – February 2024. Yellow color shows photosynthetically active radiation, blue – precipitation amount, red – temperature, black – atmospheric pressure, and green – humidity

Download (254KB)
9. Fig. 8. Results of gas-geochemical monitoring at MES “C. Schultz” for December 2023 – February 2024. Red color shows wind speed, black – wind direction, blue – сoncentration of carbon dioxide, and green – concentration of water vapor

Download (179KB)
10. Fig. 9. Results of gas-geochemical monitoring at MES “C. Schultz” for March 2024

Download (137KB)
11. Fig. 10. Areas of distribution of temperature anomalies (fire sources) in March 2024 based on the NASA FIRMS (Fire Information for Resource Management System) data (site https://firms.modaps.eosdis.nasa.gov). Red zones are the short-term fires, light yellow ones – hotbeds of burning for more than 5 days

Download (210KB)
12. Fig. 11. Statistical estimation parameters for carbon dioxide concentrations. The boundaries of the box plot are the first and the third quartiles (25th and 75th percentiles, respectively), line in the middle of the box is the median (50th percentile). The ends of “whiskers” are the minimum and maximum observed data values; the ones exceeding these values belong to the emission category

Download (54KB)
13. Fig. 12. Statistical estimation parameters for water vapor concentrations

Download (60KB)
14. Fig. 13. Results of deformation monitoring from December 1, 2023 to March 26, 2024: records of 52.5 m (а) and 17.5 m laser (b) strainmeters, and laser nanobarograph (c)

Download (129KB)
15. Fig. 14. Spectra obtained by processing the data from 52.5 m (a) and 17.5 m (b) laser strainmeters, laser nanobarograph (c), and СО2 gas analyzer (d) for December 2023

Download (139KB)
16. Fig. 15. Tsunamigenic earthquake and deformation anomaly on the records of 52.5 m and 17.5 m laser strainmeters

Download (76KB)

Copyright (c) 2024 Бовсун М.A., Долгих Г.I., Долгих С.G., Овчаренко В.V., Степочкин И.E., Чупин В.A., Яцук А.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».