Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов

Предмет и цель работы: Предмет исследования – зависимость волновых форм и спектрального состава инфразвукового сигнала, сгенерированного массовыми взрывами на арсенале боеприпасов, от энерговыделения и расстояния. Целью является изучение особенностей волновых форм инфразвуковых сигналов, их амплитуд...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2018
Hauptverfasser:	Черногор, Л.Ф., Лящук, А.И., Шевелев, Н.Б.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Радіоастрономічний інститут НАН України 2018
Schriftenreihe:	Радиофизика и радиоастрономия
Schlagworte:	Радиофизика геокосмоса
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/150198
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов / Л.Ф. Черногор, А.И. Лящук, Н.Б. Шевелев // Радиофизика и радиоастрономия. — 2018. — Т. 23, № 4. — С. 280-293. — Бібліогр.: 61 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-150198
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1501982019-04-03T01:25:57Z Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов Черногор, Л.Ф. Лящук, А.И. Шевелев, Н.Б. Радиофизика геокосмоса Предмет и цель работы: Предмет исследования – зависимость волновых форм и спектрального состава инфразвукового сигнала, сгенерированного массовыми взрывами на арсенале боеприпасов, от энерговыделения и расстояния. Целью является изучение особенностей волновых форм инфразвуковых сигналов, их амплитуд и спектрального состава при дальнем (~ 150÷180 км) распространении волн, сгенерированных в течение техногенной катастрофы на арсенале боеприпасов вблизи г. Винница 26–27 сентября 2017 г. Предмет і мета роботи: Предмет дослідження – залежність хвильових форм і спектрального складу інфразвукового сигналу, згенерованого масовими вибухами на арсеналі боєприпасів, від енерговиділення та відстані. Метою є вивчення особливостей хвильових форм інфразвукових сигналів, їх амплітуд і спектрального складу при дальньому (~ 150÷180 км) поширенні хвиль, згенерованих протягом техногенної катастрофи на арсеналі боєприпасів поблизу м. Вінниця 26–27 вересня 2017 р. Purpose: The study lies in investigating the waveforms and the spectral content of the infrasonic signals generated by multiple explosions at an ammunition depot versus energy and distance. The aim of this study is investigating the features of the waveforms, amplitudes, and spectral content of the infrasonic signals which propagated over long distances (~ 150 to 180 km) from the ammunition depot near Vinnytsia (Ukraine) on September 26–27, 2017 during the man-caused catastrophe. 2018 Article Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов / Л.Ф. Черногор, А.И. Лящук, Н.Б. Шевелев // Радиофизика и радиоастрономия. — 2018. — Т. 23, № 4. — С. 280-293. — Бібліогр.: 61 назв. — рос. 1027-9636 PACS numbers: 93; 96.30.Ys DOI: https://doi.org/10.15407/rpra23.04.280 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/150198 551.558, 551.596,534.221 ru Радиофизика и радиоастрономия Радіоастрономічний інститут НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Радиофизика геокосмоса Радиофизика геокосмоса
spellingShingle	Радиофизика геокосмоса Радиофизика геокосмоса Черногор, Л.Ф. Лящук, А.И. Шевелев, Н.Б. Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов Радиофизика и радиоастрономия
description	Предмет и цель работы: Предмет исследования – зависимость волновых форм и спектрального состава инфразвукового сигнала, сгенерированного массовыми взрывами на арсенале боеприпасов, от энерговыделения и расстояния. Целью является изучение особенностей волновых форм инфразвуковых сигналов, их амплитуд и спектрального состава при дальнем (~ 150÷180 км) распространении волн, сгенерированных в течение техногенной катастрофы на арсенале боеприпасов вблизи г. Винница 26–27 сентября 2017 г.
format	Article
author	Черногор, Л.Ф. Лящук, А.И. Шевелев, Н.Б.
author_facet	Черногор, Л.Ф. Лящук, А.И. Шевелев, Н.Б.
author_sort	Черногор, Л.Ф.
title	Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов
title_short	Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов
title_full	Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов
title_fullStr	Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов
title_full_unstemmed	Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов
title_sort	параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов
publisher	Радіоастрономічний інститут НАН України
publishDate	2018
topic_facet	Радиофизика геокосмоса
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/150198
citation_txt	Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов / Л.Ф. Черногор, А.И. Лящук, Н.Б. Шевелев // Радиофизика и радиоастрономия. — 2018. — Т. 23, № 4. — С. 280-293. — Бібліогр.: 61 назв. — рос.
series	Радиофизика и радиоастрономия
work_keys_str_mv	AT černogorlf parametryinfrazvukovyhsignalovvatmosferesgenerirovannyhmassovymivzryvaminaarsenaleboepripasov AT lâŝukai parametryinfrazvukovyhsignalovvatmosferesgenerirovannyhmassovymivzryvaminaarsenaleboepripasov AT ševelevnb parametryinfrazvukovyhsignalovvatmosferesgenerirovannyhmassovymivzryvaminaarsenaleboepripasov
first_indexed	2025-07-12T23:52:47Z
last_indexed	2025-07-12T23:52:47Z
_version_	1837487228725493760
fulltext	ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018280 Радіофізика і радіоастрономія. 2018, Т. 23, № 4, c. 280–293 © Л. Ф. Черногор, А. И. Лящук, Н. Б. Шевелев, 2018 Л. Ф. ЧЕРНОГОР, А. И. ЛЯЩУК, Н. Б. ШЕВЕЛЕВ Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, пл. Свободы, 4, г. Харьков, 61022, Украина E-mail: Leonid.F.Chernogor@univer.kharkov.ua ÏÀÐÀÌÅÒÐÛ ÈÍÔÐÀÇÂÓÊÎÂÛÕ ÑÈÃÍÀËÎÂ Â ÀÒÌÎÑÔÅÐÅ, ÑÃÅÍÅÐÈÐÎÂÀÍÍÛÕ ÌÀÑÑÎÂÛÌÈ ÂÇÐÛÂÀÌÈ ÍÀ ÀÐÑÅÍÀËÅ ÁÎÅÏÐÈÏÀÑÎÂ Предмет и цель работы: Предмет исследования – зависимость волновых форм и спектрального состава инфразвукового сигнала, сгенерированного массовыми взрывами на арсенале боеприпасов, от энерговыделения и расстояния. Целью является изучение особенностей волновых форм инфразвуковых сигналов, их амплитуд и спектрального состава при дальнем (~ 150 180 км) распространении волн, сгенерированных в течение техногенной катастрофы на арсенале боеприпасов вблизи г. Винница 26–27 сентября 2017 г. Методы и методология: С использованием украинской сети инфразвуковых станций изучены основные параметры (спектральный состав, амплитуды, периоды преобладающих колебаний, длительность цугов колебаний, скорость при- хода) инфразвуковых волн при их дальнем (~ 150 180 км) распространении. Методика обработки в настоящих иссле- дованиях сводилась к следующему. Сначала результаты измерений временных зависимостей колебаний атмосферного давления переводились из относительных единиц в абсолютные. Далее они подвергались фильтрации в диапазоне периодов 0.2 10 с. Затем осуществлялся системный спектральный анализ отфильтрованных зависимостей при по- мощи оконного преобразования Фурье, адаптивного преобразования Фурье и вейвлет-преобразования. При использова- нии вейвлет-преобразования в качестве базисной функции привлекался вейвлет Морле. Результаты: Показано, что при увеличении энерговыделения от 3 до 53 т ТНТ наблюдалась тенденция к увеличению ампли- туды и периода преобладающего колебания. Длительность цугов колебания при этом увеличивалась от 1.5 до 2 мин. Установлено, что при небольшом изменении расстояния (на 15 18 %) между эпицентром взрывов и месторасположениемм инфразвуковой станции параметры инфразвукового сигнала изменялись незначительно. Различия в волновых формах связа- ны с ориентацией трассы. Выявлено, что при энерговыделении, равном 53 т ТНТ, в спектре колебаний преобладали гармо- ники с периодом от 3 до 5 6 с. Длительность цугов колебаний с такими периодами составляла 40 с. Рассчитано, что средняя скорость прихода для различных трасс при стратосферном отражении волн изменялась в пределах 300 309 м/с, что свидетельствует о влиянии ветра в верхней атмосфере на распространение инфразвука. При термосферном отраже- нии волн амплитуда сигнала была в несколько раз меньше, а скорость прихода составляла 245 250 м/с. Заключение: Изучены основные параметры инфразвуковых сигналов, сгенерированных в течение повторяющихся взры- вов на военных складах вблизи г. Винница и распространявшихся в атмосфере. Ключевые слова: инфразвуковые сигналы, массовые взрывы, энерговыделение, волновые формы, параметры сигнала, спектральный состав, скорости прихода DOI: https://doi.org/10.15407/rpra23.04.280 УДК 551.558, 551.596, 534.221 PACS numbers: 93; 96.30.Ys 1. Ââåäåíèå Источником инфразвуковых волн является ряд физических процессов природного и техногенного происхождения [1, 2]. К первым относятся резкие изменения космической погоды [3], падения круп- ных космических тел [4–7], грозы [8], атмосфер- ные фронты [9, 10], извержения вулканов [11–17], землетрясения [18] и др. Ко вторым – мощные взрывы [19–22], полеты самолетов [23–26] и ра- кет [27–29], мегаполисы [30, 31] и др. Одним из источников инфразвуковых волн яв- ляются массовые химические взрывы. Они мо- гут применяться при карьерных разработках по- лезных ископаемых [32], при проведении воен- ных действий [33–35], а также наблюдаться при катастрофах на военных складах и арсеналах боеприпасов [36–40]. Подобные катастрофы, к большому сожалению, неоднократно случались в Украине: в 2003 г. возле г. Артемовск (теперь г. Бахмут), в 2004 г. возле г. Мелитополь, в 2008 г. возле г. Лозовая, в 2015 г. возле г. Сватово [35, 40]. Только в 2017 г. имели место две крупнейшие катастрофы на военных складах возле г. Балак- лея и г. Винница [41]. С точки зрения геофизики и физики геокосмоса массовые взрывы представляют собой разновид- ность активных экспериментов. Активные экс- перименты проводятся для изучения прямых и обратных, положительных и отрицательных свя- ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 281 Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов зей в системе Земля–атмосфера–ионосфера–маг- нитосфера и для изучения взаимодействия под- систем в этой системе. Взрывы как источник возмущений, как источ- ник инфразвука давно используются в научных целях [42–44]. Для изучения атмосферы на высо- тах до 100 км и дальнего распространения инф- развуковых волн применяют химические взрывы с относительно небольшим энерговыделением (~ 1 10 кг ТНТ) [42–44]. Для исследования ре- акции верхней атмосферы, ионосферы и магнито- сферы используют химические взрывы с троти- ловым эквивалентом от сотни тонн до единиц килотонн [45–58]. Реакция системы Земля–атмосфера–ионосфе- ра–магнитосфера на отдельный взрыв изучена сравнительно хорошо [47–57]. Воздействие массовых относительно мало- мощных взрывов на указанную систему иссле- довано значительно хуже. Имеются лишь отдель- ные работы, посвященные подобным исследова- ниям [33–39]. В этих работах продемонстрирова- но, что массовые химические взрывы в той или иной степени могут затрагивать все подсистемы системы Земля–атмосфера–ионосфера–магнито- сфера. Сложность исследования особенностей распро- странения инфразвуковых волн, сгенерированных в течение техногенной катастрофы на арсенале боеприпасов, заключается в следующем. Во-пер- вых, взрывы сопровождаются интенсивными по- жарами, которые сами являются источником инф- развука. Во-вторых, возмущения в околоземной среде над местом катастрофы при повторяющих- ся сериях взрывов постепенно накапливаются, образуется своеобразный купол, параметры ко- торого существенно отличаются от парамет- ров невозмущенной атмосферы. В-третьих, этот купол существенно влияет на условия захвата инфразвуковых волн в волноводах Земля–стра- тосфера, Земля–мезосфера и Земля–термосфера. В-четвертых, интенсивность взрывов в различ- ных сериях разная, что предопределяет интен- сивность и спектральный состав инфразвуковых волн, сгенерированных в течение массовых хи- мических взрывов. Таким образом, исследование параметров ин- фразвуковых волн, образовавшихся в процессе техногенных катастроф на военных складах, и особенностей их распространения является ак- туальной радиофизической задачей. Целью настоящей работы является изучение особенностей волновых форм инфразвуковых сиг- налов, их амплитуд и спектрального состава при дальнем (~ 150 180 км) распространении волн, сгенерированных в течение техногенной катаст- рофы на арсенале боеприпасов вблизи г. Винница 26–27 сентября 2017 г. 2. Îáùèå ñâåäåíèÿ î êàòàñòðîôå На военных складах (арсенал № 48 Миноборо- ны Украины, в/ч А-1119), дислоцированных вбли- зи поселка городского типа Калиновка, Винниц- кая обл., Украина, находилось около 188 тыс. т боеприпасов (10 тыс. условных вагонов). Площадь арсенала – 60 га. Его географические координа- ты: 49 25 с. ш., 28 30 в. д. На складах храни- лись артиллерийские снаряды различных калиб- ров, а также ракеты залпового огня “Смерч”, “Ура- ган” и “Град”. Радиус разлета последних мог до- стигать десятков километров, а радиус разлета осколков рвущихся снарядов – 3 5 км. По этой причине было закрыто воздушное пространство в радиусе 50 км от эпицентра катастрофы. Первая серия массовых взрывов прогремела 26 сентября 2017 г. в 19:59 UT (здесь и далее всемирное время). Массовые взрывы прекрати- лись лишь 27 сентября в 08:03. Всего отмечено 26 серий массовых взрывов. Их энерговыделе- ние изменялось от 0.3 до 53 т ТНТ. Суммарное энергосодержание на арсенале составляло около 0.1 Мт ТНТ. К счастью, проре- агировала лишь часть всех боеприпасов. Взры- вы сопровождались масштабными пожарами (рис. 1). Высота пламени достигала 100 150 м, а высота подъема нагретых продуктов – несколь- ких километров. 3. Ñðåäñòâà è ìåòîäû Техногенная катастрофа произошла в центре Ук- раины. Вокруг эпицентра размещены измеритель- ные средства Главного центра специального кон- троля НЦУИКС (Национальный центр управле- ния и испытаний космических средств) Госу- дарственного космического агентства Украины. К ним, в частности, относятся инфразвуковые и сейсмические станции. 282 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 Л. Ф. Черногор, А. И. Лящук, Н. Б. Шевелев Для анализа параметров инфразвуковых волн использовались измерения, выполненные на стан- циях “Каменец-Подольский”, “Малин” и “Балта” (рис. 2). Станции оборудованы микробарографа- ми, функционирующими в диапазонах частот 0.03 10 Гц (“Каменец-Подольский”), 0.3 10 Гц (“Малин”) и 0.03 0.3 Гц (“Балта”). Диапазон измеряемых микробарографами вариаций давле- ния составлял 0.01 100 Па. На станции “Каме- нец-Подольский” (географические координаты 48.56 с. ш., 26.46 в. д.), удаленной от эпицен- тра взрывов на расстояние 176R  км, выполне- ны четырехканальные измерения инфразвуково- го сигнала. Станция “Малин” (географические координаты 50.70 с. ш., 29.22 в. д.), удаленная от арсенала на 153 км, имеет два канала регис- трации инфразвуковых сигналов. Одноканальная станция “Балта” (географические координаты 47.94 с. ш., 29.60 в. д.) удалена от эпицентрара катастрофы на 181 км. При выборе перечисленных инфразвуковых станций было желательно, чтобы станции распо- лагались вокруг эпицентра взрывов и примерно на одинаковом расстоянии от него. Это позволи- ло нам изучить азимутальные особенности рас- пространения волн. Для определения моментов взрывов и оценки их интенсивности мы использовали данные изме- рений на 24-элементной сейсмической станции PS45 Международной системы мониторинга Рис. 1. Взрыв и масштабный пожар от детонации боеприпа- сов на складах неподалеку п. г. т. Калиновка Рис. 2. Расположение станций относительно места катастрофы: 1 – эпицентр катастрофы (в/ч А-1119, Винницкая обл., Украина); 2 – инфразвуковая станция “Каменец-Подольский”; 3 – инфразвуковая станция “Малин”; 4 – инфразвуковая станция “Балта” ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 283 Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов Организации Договора о всеобъемлющем запре- щении ядерных испытаний (МСМ ОДВЗЯИ), дислоцированной возле г. Малин (50.70 с. ш., 29.22 в. д.). Оценка энерговыделения проводи- лась с использованием магнитуды bm произво- димого взрывами землетрясения: 1.86 lg , 0.72 bm E   где bm – магнитуда землетрясения, полученная для объемных волн; E – энергия, т ТНТ. Результаты оценки энергии серий взрывов при- ведены в табл. 1. Видно, что 0.3 53 т ТНТ.E   Пример регистрации инфразвукового сигна- ла на индикаторе кругового обзора на стан- ции “Каменец-Подольский” показан на рис. 3. Из рис. 3 видно, что азимут источника инфразву- ка 54.5 4.63 .A     Результат обработки инфразвукового сигнала, зарегистрированного на станции “Каменец-По- дольский” 26 сентября 2017 г., показан на рис. 4. Для повышения достоверности обнаружения ин- фразвукового сигнала применяется многоканаль- ная корреляционная обработка (верхняя панель), а также оценка азимута и скорости (вторая сверху и третья сверху панели). На четырех нижних панелях приведены волновые формы инфразвуко- вого сигнала, зарегистрированного четырехка- нальным микробарографом. Методика обработки данных наблюдений в настоящих исследованиях сводилась к следую- щему. Сначала результаты измерений временных зависимостей давления ( )p t переводились из относительных единиц в абсолютные. Далее за- висимости ( )p t подвергались фильтрации в диапазоне периодов 0.2 10 с. Затем осуществ- лялся системный спектральный анализ (ССА) от- фильтрованных зависимостей ( )p t при помощи оконного преобразования Фурье (ОПФ), адаптив- ного преобразования Фурье (АПФ) и вейвлет-пре- образования (ВП) [59]. При использовании ВП в качестве базисной функции привлекался вейв- лет Морле [59]. Таблица 1. Сейсмические данные о сериях взрывов 26 сентября 2017 г. 18:59:59 1.5 0.3 26 сентября 2017 г. 19:01:00 1.9 1.1 26 сентября 2017 г. 19:02:30 2.4 5.6 26 сентября 2017 г. 19:37:18 1.6 0.44 26 сентября 2017 г. 19:38:26 1.7 0.6 26 сентября 2017 г. 19:43:45 2.4 5.6 26 сентября 2017 г. 19:47:42 2.2 3.0 26 сентября 2017 г. 19:53:03 1.8 0.83 26 сентября 2017 г. 19:57:14 2.7 15 26 сентября 2017 г. 19:59:30 3.1 53 26 сентября 2017 г. 20:05:31 1.8 0.83 26 сентября 2017 г. 20:09:19 2.2 3.0 26 сентября 2017 г. 21:39:58 2.4 5.6 26 сентября 2017 г. 22:02:13 2.0 1.6 26 сентября 2017 г. 22:03:56 2.2 3.0 26 сентября 2017 г. 22:14:44 3.1 53 26 сентября 2017 г. 23:17:40 1.6 0.44 26 сентября 2017 г. 23:39:38 1.4 0.23 26 сентября 2017 г. 23:56:42 1.8 0.83 26 сентября 2017 г. 23:58:15 2.0 1.6 27 сентября 2017 г. 01:32:44 1.8 0.83 27 сентября 2017 г. 02:30:25 1.8 0.83 27 сентября 2017 г. 02:31:08 3.0 38 27 сентября 2017 г. 02:40:00 1.7 0.6 27 сентября 2017 г. 05:08:33 2.8 20 27 сентября 2017 г. 08:03:59 1.9 1.1 Дата Время взрыва (UT) Магнитуда bm Расчетная мощность, т ТНТ Рис. 3. Панель индикатора кругового обзора для определе- ния азимута источника (станция “Каменец-Подольский”). Вдоль радиуса отложена скорость (в километрах в се- кунду), угловая координата представляет собой азимут. На индикаторе четко виден след от акустического сигнала, который наблюдался 26 сентября 2017 г. в 20:09:19. Пара- метры сигнала следующие: азимут – 54.5 4.6 ,   скорость – (0.344 0.0008) км/с. Энерговыделение взрыва составляло 53 т ТНТ 284 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 Л. Ф. Черногор, А. И. Лящук, Н. Б. Шевелев 4. Ðåçóëüòàòû íàáëþäåíèé è àíàëèçà Зависимость от энерговыделения. Волновые формы отфильтрованных инфразвуковых сигналов, зарегистрированных на станции “Каменец-По- дольский” 26–27 сентября 2017 г. при различном энерговыделении, показаны на рис. 5. Со взрыва- ми связаны наиболее интенсивные (с амплитудой ~ 0.1 0.3 Па) высокочастотные колебания. На рис. 5, д наблюдаются также колебания с ам- плитудой около 0.02 Па и периодом 6 с.T  Такие параметры имеют микробаромы, вызван- ные океаническим волнением [1, 2]. Проявления микробаром видны также на рис. 5, а, г. Из рис. 5 видно, что при уменьшении энергии взрывов наблюдается тенденция к уменьшению амплитуды цуга колебаний и их периода. Длитель- ность цуга колебаний составляла 1.5 2 мин. Не отмечалась ее четкая зависимость от энергии взрывов. В целом зависимость ( )p t не является монотонной. Зависимость от расстояния. Волновые фор- мы отфильтрованных инфразвуковых сигналов, зарегистрированных в 20:08–20:12 26 сентября 2017 г. на станциях “Малин”, “Каменец-Подольс- кий” и “Балта”, показаны на рис. 6. Из этого ри- сунка видно, что при небольшом увеличении рас- стояния между эпицентром взрывов и станцией амплитуда сигнала изменяется незначительно. Длительность сигнала составляет 1.5 2 мин. Сигнал состоит из нескольких цугов. Период ко- лебаний от расстояния практически не зависит. Рис. 4. Результат обработки инфразвукового сигнала, зарегистрированного инфразвуковой станцией “Каменец-Подольский” 26 сентября 2017 г. Панели сверху вниз: коэффициент межканальной корреляции уровня сигнала; азимут источника ин- фразвука; скорость прихода инфразвука; временные зависимости уровня (в относительных единицах) инфразвука в четырех каналах. Энерговыделение составляло 15 и 53 т ТНТ в периоды времени 20:07:00–20:08:30 и 20:09:00–20:11:00 соответственно ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 285 Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов Результаты ССА. Пример результатов ССА за- висимости ( ),p t зарегистрированной в интервале времени 22:22–22:25 26 сентября 2017 г. на станци- ях “Малин”, “Каменец-Подольский” и “Балта” для 53 т ТНТ,E  приведен на рис. 7–9. Из этих рисунков видно, что наблюдались цуги колебаний с периодами (2.5 0.5) с и (4.5 1) с (станция “Ма- лин”), (3 1) с и (6 1) с (станция “Каменец-По- дольский”), а также (4 1) с и (9 2) с (станция “Балта”). Наибольшую амплитуду имело коле- бание с периодами от 3 до 5 6 с. Его длитель- ность составляла около 40 с. В то же время общая Рис. 5. Волновые формы сгенерированных в результате взрывов инфразвуковых сигналов, зарегистрированных на станции “Каменец-Подольский”: а– энерговыделение 53 т ТНТ (26 сентября 2017 г.); б – энерговыделение 38 т ТНТ (27 сентября 2017 г.); в – энерговыделение 20 т ТНТ (27 сентября 2017 г.); г – энерговыделение 15 т ТНТ (26 сентября 2017 г. ); д – энерговыделение 5.6 т ТНТ (27 сентября 2017 г.); е – энерговыделение 3 т ТНТ (26 сентября 2017 г.) 286 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 Л. Ф. Черногор, А. И. Лящук, Н. Б. Шевелев длительность сигнала изменялась в пределах от 1.5 до 2 мин. 5. Îáñóæäåíèå Проблема генерации и распространения инф- развуковых волн в атмосфере в течение тех- ногенных катастроф на арсеналах боеприпасов в экспериментальном плане до сих пор оста- валась неизученной. Теоретические расчеты ожидаемых эффектов выполнены в ряде ра- бот [34–40]. Сложности исследования особен- ностей генерации и распространения инфразву- ковых волн при таких катастрофах перечислены во введении. Рис. 6. Волновые формы инфразвуковых сигналов, зарегистрированных 26 сентября 2017 г. (энерговыделение – 53 т ТНТ). Панели сверху вниз: на станции “Малин” ( 153R  км); на станци “Каменец-Подольский”, каналы 1–4 ( 176R  км); на станции “Балта” ( 181R  км) ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 287 Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов Для выделения полезного сигнала, связанного со взрывами, в настоящей работе производились измерения азимута источника инфразвука и меж- канальная корреляционная обработка, а также сопоставление волновых форм сигнала, зарегис- трированного на инфразвуковых станциях, уда- ленных на близкие расстояния (~ 150 180 км). Все это позволило надежно выделить сигналы, связанные с конкретной серией взрывов. Для оценки энергии и момента взрыва привлекались сейсмические данные. Измерения p при энерговыделении от 3 до 53 т ТНТ показали, что амплитуды   1 2 2p уве- личивались примерно от 0.04 до 0.16 Па. При этом величина 2p изменялась пропорционально энер- гии E. Зависимость p от расстояния при его незна- чительном изменении (~ 150 180 км) выражена слабо (см. рис. 6). Отличия в волновых формах больше связаны с различием полос пропускания микробарографов на различных станциях, а также с различной ориентацией трасс распространения. Исходя из рис. 6, можно оценить скорость при- хода инфразвуковой волны. На станции “Малин” начало сигнала наблюдалось в 20:08:00, на стан- ции “Каменец-Подольский” – в 20:09:20, а на станции “Балта” – в 20:09:30. Поскольку серия взрывов была зарегистрирована в 19:59:30, вре- мена запаздывания составляют 510, 570 и 600 с. Им соответствют расстояния 153, 176 и 181 км. Тогда скорости прихода составляют 300, 309 и 301.6 м/с. Такие скорости имеют место при последовательном отражении инфразвуковых волн от стратосферы и поверхности Земли [60]. По полученным скоростям и известным азимутам прихода инфразвукового сигнала можно оценить истинную скорость прихода 0v и среднюю ско- рость стратосферного ветра w. Оказалось, что 0 (303.5 0.5) м / с, v а (6.8 0.7) м / с.w   Из рис. 6 видно, что примерно через 100 120 с после прихода основного сигнала наблюдается Рис. 7. Результаты полосовой фильтрации и ССА зависимо- сти ( ),p t зарегистрированной 26 сентября 2017 г. на стан- ции “Малин”. Панели сверху вниз: волновая форма, резуль- таты ОПФ, АПФ и ВП. Справа показаны энергограммы. Энерговыделение взрыва – 53 т ТНТ. Здесь и далее P – интенсивность сигнала Рис. 8. Результаты полосовой фильтрации и ССА зависимо- сти ( ),p t зарегистрированной 26 сентября 2017 г. на стан- ции “Каменец-Подольский”. Панели сверху вниз: волновая форма, результаты ОПФ, АПФ и ВП. Справа показаны энер- гограммы. Энерговыделение взрыва – 53 т ТНТ 288 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 Л. Ф. Черногор, А. И. Лящук, Н. Б. Шевелев сигнал с амплитудой в несколько раз меньшей, чем у основного. Ему соответствует скорость прихода около 245 250 м/с. Очевидно, что та- кую скорость имеют инфразвуковые волны, отра- жающиеся от термосферы [60]. Близость скоростей прихода, оцененных для трасс различной ориентации, при стратосферном отражении волн свидетельствует, что влияние ветра в верхней атмосфере на скорость инфра- звука в это время года было малосущественным. Оценки скорости ветра по соотношениям, приве- денным в работе [61], показали, что она не пре- вышала единиц метров в секунду. 6. Îñíîâíûå ðåçóëüòàòû Анализ параметров инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми хими- ческими взрывами на арсенале боеприпасов вбли- зи г. Винница 26–27 сентября 2017 г., позволил ус- тановить следующее. 1. При увеличении энерговыделения от 3 до 53 т ТНТ наблюдалась тенденция к увеличению амплитуды (от 0.08 до 0.3 Па) и периода (при- мерно от 1 до 3 с) преобладающего колебания. Длительность цугов колебания при этом увели- чивалась от 1.5 до 2 мин. Значение среднегоо квадрата амплитуды сигнала было примерно про- порционально энергии взрыва. 2. При небольшом изменении расстояния между эпицентром взрывов и месторасположением инф- развуковой станции (на 15 18 %) параметры инф- развукового сигнала изменялись незначительно. Различия в волновых формах были связаны с ориентацией трассы. 3. При энерговыделении, равном 53 т ТНТ, в спектре колебаний преобладали гармоники с пе- риодом от 3 до 5 6 с. Длительность цугов коле- баний с такими периодами составляла 40 с. 4. Средняя скорость прихода сигнала для раз- личных трасс при стратосферном отражении волн изменялась в пределах 300 309 м/с, что свиде- тельствует о незначительном влиянии ветра в верхней атмосфере на распространение инфра- звука. При термосферном отражении волн амп- литуда сигнала была в несколько раз меньше, а скорость прихода составляла 245 250 м / с. 5. Оценка истинной средней скорости прихода инфразвукового сигнала при стратосферном от- ражении волн дала значение (303.5 0.5) м/с и средней скорости стратосферного ветра – значе- ние (6.8 0.7) м/с. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 01. Le Pichon A., Blanc E., and Hauchecorne A. (eds.). Infra- sound monitoring for atmospheric studies. Dordrecht Hei- delberg, London, New York: Springer, 2010. 735 p. DOI: 10.1007/978-1-4020-9508-5 02. Госсард Э. Э., Хук У. Х. Волны в атмосфере. Москва: Мир, 1978. 532 с. 03. Maeda K. and Young J. Propagation of pressure waves produced by auroras. J. Geomag. Geoelectr. 1966. Vol. 18, No. 2. P. 275–299. DOI: 10.5636/jgg.18.275 04. ReVelle D. O. On meteor generated infrasound. J. Geo- phys. Res. 1976. Vol. 81, Is. 7. P. 1217–1230. DOI: 10.1029/ JA081i007p01217 05. Brown P., Pack D., Edwards W. N., ReVelle D. O., Yoo B. B., Spalding R. E., and Tagliaferri E. The orbit, atmospheric dynamics, and initial mass of the Park Forest meteorite. Meteorit. Planet. Sci. 2004. Vol. 39, Is. 11. P. 1781–1796. DOI: 10.1111/j.1945-5100.2004.tb00075.x 06. Arrowsmith S. J., ReVelle D. O., Edwards W. N., and Brown P. Global detection of infrasonic signals from three Рис. 9. Результаты полосовой фильтрации и ССА зависимо- сти ( ),p t зарегистрированной 26 сентября 2017 г. на стан- ции “Балта”. Панели сверху вниз: волновая форма, резуль- таты ОПФ, АПФ и ВП. Справа показаны энергограммы. Энерговыделение взрыва – 53 т ТНТ ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 289 Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов large bolides. Earth Moon Planets. 2008. Vol. 102, Is. 1–4. P. 357–363. DOI: 10.1007/s11038-007-9205-z 07. ElGabry M. N., Korrat I. M., Hussein H. M., and Ha- mama I. H. Infrasound detection of meteors. NRIAG J. Astron. Geophys. 2017. Vol. 6, Is. 1. P. 68–80. DOI: 10.1016/j.nrjag.2017.04.004 08. Balachandran N. K. Infrasonic signals from thunder. J. Geo- phys. Res. 1979. Vol. 84, Is. C4. P. 1735–1745. DOI: 10.1029/JC084iC04p01735 09. Georges T. M. Infrasound from convective storms: Exa- mining the evidence. Rev. Geophys. Space Phys. 1973. Vol. 11, Is. 3. P. 571–594. DOI: 10.1029/RG011i003p00571 10. Goerke V. H. and Woodward M. W. Infrasonic observa- tion of a severe weather system. Mon. Weather. Rev. 1966. Vol. 94, Is. 6. P. 395–398. DOI: 10.1175/1520-0493(1966) 094<0395:IOOASW>2.3.CO;2 11. Donn W. L. and Balachandran N. K. Mount St. Helens eruption of 18 May 1980: Air waves and explosive yield. Science. 1981. Vol. 213, No. 4507. P. 539–541. DOI: 10.1126/science.213.4507.539 12. Garcés M., Iguchi M., Ishihara K., Morrissey M., Su- do Y., and Tsutsui T. Infrasonic precursors to a Vulcanian eruption at Sakurajima Volcano, Japan. Geophys. Res. Lett. 1999. Vol. 26, Is. 16. P. 2537–2540. DOI: 10.1029/ 1998GL005327 13. Bolt B. A. and Tanimoto T. Atmospheric oscillations after the May 18, 1980, eruption of Mount St. Helens. EOS Trans. AGU. 1981. Vol. 62, No. 23. P. 529–530. DOI: 10.1029/EO062i023p00529 14. Ripepe M., Poggi P., Braun T., and Gordeev E. Infrasonic waves and volcanic tremor at Stromboli. Geophys. Res. Lett. 1996. Vol. 23, Is. 2. P. 181–184. DOI: 10.1029/ 95GL03662 15. Edman D. A. and Selin R. A note on the Mount St. Helens volcanic eruption. Mon. Weather Rev. 1981. Vol. 109, Is. 5. P. 1103–1110. DOI: 10.1175/1520-0493(1981) 109<1103:ANOTMS>2.0.CO;2 16. Banister J. R. Pressure wave generated by the Mount St. Helens eruption. J. Geophys. Res. 1984. Vol. 89, Is. D3. P. 4895–4904. DOI: 10.1029/JD089iD03p04895 17. Reed J. W. Air pressure waves from Mount St. Helens eruptions. J. Geophys. Res. 1987. Vol. 92, Is. D10. P. 11979–11992. DOI: 10.1029/JD092iD10p11979 18. Le Pichon A., Herry P., Mialle P., Vergoz J., Brachet N., Garcés M., Drob D., and Ceranna L. Infrasound associated with 2004–2005 large Sumatra earthquakes and tsunami. Geophys. Res. Lett. 2005. Vol. 32, Is. 19. id. L19802. DOI: 10.1029/2005GL023893 19. Donn W. L. and Ewing M. Atmospheric waves from nuc- lear explosions – Part II: The Soviet test of 30 October 1961. J. Atmos. Sci. 1962. Vol. 19, Is. 3. P. 264–273. DOI: 10.1175/1520-0469(1962)019<0264:AWFNEI>2.0.CO;2 20. Donn W. L. and Ewing M. Atmospheric waves from nuc- lear explosions. J. Geophys. Res. 1962. Vol. 67, Is. 5. P. 1855–1866. DOI: 10.1029/JZ067i005p01855 21. Donn W. L., Shaw D. M., and Hubbard A. C. The mi- crobarograph detection of nuclear explosions. IEEE Trans. Nucl. Sci. 1963. Vol. 10, Is. 1. P. 285–296. DOI: 10.1109/ TNS.1963.4323271 22. Che I. Y., Park J., Kim I., Kim T. S., and Lee H. I. Infra- sound signals from the underground nuclear explosions of North Korea. Geophys. J. Int. 2014. Vol. 198, Is. 1. P. 495–503. DOI: 10.1093/gji/ggu150 23. Balachandran N. K., Donn W. L., and Rind D. H. Con- corde sonic booms as an atmospheric probe. Science. 1977. Vol. 197, No. 4298. P. 47–49. DOI: 10.1126/science. 197.4298.47 24. Donn W. L. Exploring the Atmosphere with Sonic Booms: Or How I Learned to Love the Concorde. Am. Sci. 1978. Vol. 66, Is. 6. P. 724–733. 25. Le Pichon A., Garcés M., Blanc E., Barthélémy M., and Drob D. P. Acoustic propagation and atmosphere charac- teristics derived from infrasonic waves generated by the Concorde. J. Acoust. Soc. Am. 2002. Vol. 111, Is. 1. P. 629–641. DOI: 10.1121/1.1404434 26. Evers L. Infrasound monitoring in the Netherlands. J. Nether- lands Acoust. Soc. (Netherlands Akoestisch Genootschap). 2005. Vol. 176. P. 1–11. 27. Donn W. L., Posmentier E., Fehr U., and Balachandran N. K. Infrasound at long range from Saturn V, 1967. Science. 1968. Vol. 162, No. 3858. P. 1116–1120. DOI: 10.1126/ science.162.3858.1116 28. Balachandran N. K. and Donn W. L. Characteristics of Infrasonic Signals from Rockets. Geophys. J. Int. 1971. Vol. 26, Is. 1–4. P. 135–148. DOI: 10.1111/j.1365-246X. 1971.tb03387.x 29. Olson J. Infrasound rocket signatures. Proceedings of the Advanced Maui Optical and Space Surveillance Techno- logies Conference. (September 11-14, 2012.). Maui, Hawaii, 2012. Vol. 1. P. 638–645. 30. Спивак А. А., Кишкина С. Б., Локтев Д. Н., Рыбнов Ю. С., Соловьев С. П., Харламов В. А. Аппаратура и методи- ки для мониторинга геофизических полей мегаполиса и их применение в Центре геофизического мониторинга г. Москвы ИДГ РАН. Сейсмические приборы. 2016. Т. 52. № 2. С. 65–78. 31. Спивак А. А., Локтев Д. Н., Рыбнов Ю. С., Соло- вьев С. П., Харламов В. А. Геофизические поля мега- полиса. Геофизические процессы и биосфера. 2016. Т. 15. № 2. С. 39–54. 32. Адушкин В. В., Спивак А. А., Соловьев С. П., Пер- ник Л. М., Кишкина С. Б. Геоэкологические пос- ледствия массовых химических взрывов на карьерах. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2000. № 6. С. 554–563. 33. Адушкин В. В., Горелый К. И. Доплеровское зондиро- вание ионосферы над Югославией во время военных действий в Косово. ДАН. 2000. Т. 373, № 1. С. 87–89. 34. Черногор Л. Ф. Физические процессы в околоземной среде, сопровождавшие военные действия в Ираке (март–апрель 2003 г.). Космічна наука і технологія. 2003. Т. 9, №2/3. С. 13–33. 35. Черногор Л. Ф. Физика и экология катастроф: Моно- графия. Харьков: ХНУ имени В. Н. Каразина, 2012. 556 с. 36. Черногор Л. Ф. Геофизические эффекты и геоэколо- гические последствия массовых химических взрывов на военных складах в г. Артемовске. Геофизический журнал. 2004. Т. 26, № 4. C. 31–44. 37. Черногор Л. Ф. Геофизические эффекты и экологичес- кие последствия пожара и взрывов на военной базе 290 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 Л. Ф. Черногор, А. И. Лящук, Н. Б. Шевелев вблизи г. Мелитополь. Геофизический журнал. 2004. Т. 26, № 6. С. 61–73. 38. Черногор Л. Ф. Экологические последствия массовых химических взрывов при техногенной катастрофе. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2006. № 6. С. 522–535. 39. Черногор Л. Ф. Геоэкологические последствия взры- ва склада боеприпасов. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2008. № 4. С. 359–369. 40. Черногор Л. Ф. Космос, Земля, человек: актуальные проблемы. 2-е изд., доп. Харьков: ХНУ имени В. Н. Ка- разина, 2017. 384 с. 41. Черногор Л. Ф. Катастрофа на наибольшем арсена- ле боеприпасов. Наука и техника. 2017. № 5 (132). С. 4–10. 42. Куличков С. Н. Дальнее распространение звука в ат- мосфере (Обзор). Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 1992. Т. 28, №4. С. 339–360. 43. Куличков С. Н., Авилов К. В., Буш Г. А., Попов О. Е., Распопов О. М., Барышников А. К., Ривелл Д. О., Уите- кер Р. В. Об аномально быстрых инфразвуковых при- ходах на больших расстояниях от наземных взрывов. Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2004. Т. 40, № 1. С. 3–12. 44. Цыбульская Н. Д., Куличков С. Н., Чуличков А. И. Исследование возможности классификации инфра- звуковых сигналов от разных источников. Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2012. Т. 48, № 4. С. 434–441. 45. Альперович Л. С., Гохберг М. Б., Дробжев В. И., Троицкая В. А., Федорович Г. В. Проект МАССА – исследование магнитосферно-атмосферных связей при сейсмоакустических явлениях. Известия АН СССР. Физика Земли. 1985. № 11. С. 5–8. 46. Альперович Л. С., Пономарев Е. А., Федорович Г. В. Моделируемые взрывом геофизические явления (Обзор). Известия АН СССР. Физика Земли. 1985. № 11. С. 9–20. 47. Изв. АН СССР. Физика Земли. 1985. № 11 (Специаль- ный выпуск). 48. Гохберг М. Б., Шалимов С. Л. Воздействие земле- трясений и взрывов на ионосферу. Москва: Наука, 2008. 295 с. 49. Таран В. И., Подъячий Ю. И., Смирнов А. Н., Герш- тейн Л. Я. Возмущения ионосферы после наземно- го взрыва по наблюдениям метода некогерентного рас- сеяния. Известия АН СССР. Физика Земли. 1985. № 11. С. 75–79. 50. Barry G. H., Griffiths L. J., and Taenzer J. C. HF radio measurements of high-altitude acoustic waves from a ground-level explosion. J. Geophys. Res. 1966. Vol. 71, Is. 17. P. 4173–4182. DOI: 10.1029/JZ071i017p04173 51. Blanc E. Observations in the upper atmosphere of infra- sonic waves from natural or artificial sources: A summary. Ann. Geophys. 1985. Vol. 3, Is 6. P. 673–687. 52. Blanc E. and Jacobson A. R. Observation of ionospheric disturbances following a 5-kt chemical explosion. 2. Pro- longated anomalies and stratifications in the lower thermo- sphere after shock passage. Radio Sci. 1989. Vol. 24, Is. 6. P. 739–746. DOI: 10.1029/RS024i006p00739 53. Blanc E. and Rickel D. Nonlinear wave fronts and iono- spheric irregularities observed by HF sounding over a po- werful acoustic source. Radio Sci. 1989. Vol. 24, Is. 3. P. 279–288. DOI: 10.1029/RS024i003p00279 54. Calais E., Minster B. J., Hofton M. A., and Hedlin M. A. H. Ionospheric signature of surface mine blasts from Glo- bal Positioning System measurements. Geophys. J. Int. 1998. Vol. 132, Is. 1. P. 191–202. DOI: 10.1046/ j.1365-246x.1998.00438.x 55. Fitzgerald T. J. Observations of total electron content per- turbations on GPS signals caused by a ground level ex- plosion. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. 1997. Vol. 59, Is. 7. P. 829–834. DOI: 10.1016/S1364-6826(96)00105-8 56. Galperin Yu. I. and Hayakawa M. On the magnetospheric effects of experimental ground explosions observed from AUREOL-3. J. Geomagn. Geoelectr. 1996. Vol. 48, Is. 10. P. 1241–1263. DOI: 10.5636/jgg.48.1241 57. Jacobson A. R., Carlos R. C., and Blanc E. Observation of ionospheric disturbances following a 5 kt chemical ex- plosion. 1. Persistent oscillation in the lower thermosphe- re after shock passage. Radio Sci. 1988. Vol. 23, Is. 5. P. 820–830. DOI: 10.1029/RS023i005p00820 58. Pokhotelov O., Parrot M., Fedorov E. N., Pilipenko V. A., Surkov V. V., and Gladychev V. A. Response of the iono- sphere to natural and man-made acoustic sources. Ann. Geophys. 1995. Vol. 13, Is. 11. P. 1197–1210. DOI: 10.1007/s00585-995-1197-2 59. Черногор Л. Ф. Современные методы спектрального анализа квазипериодических и волновых процессов в ионосфере: особенности и результаты экспериментов. Геомагнетизм и аэрономия. 2008. Т. 48, № 5. С. 681–702. 60. Edwards W. N. Meteor Generated Infrasound: Theory and Observation. In: A. Le Pichon, E. Blanc, and A. Hauchecorne (eds.) Infrasound Monitoring for Atmospheric Studies. Dordrecht: Springer, 2010. P. 361–414. DOI: 10.1007/ 978-1-4020-9508-5_12 61. Chernogor L. F. and Shevelev N. B. Parameters of the infrasound signal generated by a meteoroid over Indone- sia on October 8, 2009. Kinemat. Phys. Celest. Bodies. 2018. Vol. 34, No. 3. P. 147–160. DOI: 10.3103/ S0884591318030030 REFERENCES 01. Le PICHON, A., BLANC, E. and HAUCHECORNE, A., eds., 2010. Infrasound monitoring for atmospheric studies. Dordrecht Heidelberg, London, New York: Springer. DOI: 10.1007/978-1-4020-9508-5 02. GOSSARD, E. E. and HOOKE, W. H., 1975. Waves in the Atmosphere: Atmospheric Infrasound and Gravity Waves, Their Generation and Propagation (Developments in At- mospheric Science). Amsterdam: Elsevier Scientific Publ. Co. Ink. 03. MAEDA, K. and YOUNG, J., 1966. Propagation of pres- sure waves produced by auroras. J. Geomag. Geoelectr. vol. 18, no. 2, pp. 275–299. DOI: 10.5636/jgg.18.275 04. REVELLE, D. O., 1976. On meteor generated infrasound. J. Geophys. Res. vol. 81, is. 7, pp. 1217–1230. DOI: 10.1029/JA081i007p01217 05. BROWN, P., PACK, D., EDWARDS, W. N., REVEL- LE, D. O., YOO, B. B., SPALDING, R. E. and TAGLIA- ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 291 Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов FERRI, E., 2004. The orbit, atmospheric dynamics, and initial mass of the Park Forest meteorite. Meteorit. Planet. Sci. vol. 39, is. 11, pp. 1781–1796. DOI: 10.1111/j.1945- 5100.2004.tb00075.x 06. ARROWSMITH, S. J., REVELLE, D. O., EDWARDS W. N. and BROWN, P., 2008. Global detection of infrasonic signals from three large bolides. Earth Moon Planets. vol. 10, is. 1–4, pp. 357–363. DOI: 10.1007/s11038- 007-9205-z 07. ELGABRY, M. N., KORRAT, I. M., HUSSEIN, H. M. and HAMAMA, I. H., 2017. Infrasound detection of meteors. NRIAG J. Astron. Geophys. vol. 6, is. 1, pp. 68–80. DOI: 10.1016/j.nrjag.2017.04.004 08. BALACHANDRAN, N. K., 1979. Infrasonic signals from thunder. J. Geophys. Res. vol. 84, is. C4, pp. 1735–1745. DOI: 10.1029/JC084iC04p01735 09. GEORGES, T. M., 1973. Infrasound from convective storms: Examining the evidence. Rev. Geophys. Space Phys. vol. 11, is. 3, pp. 571–594. DOI: 10.1029/RG011i003p00571 10. GOERKE, V. H. and WOODWAR, M. W., 1966. Infra- sonic observation of a severe weather system. Mon. Weather. Rev. vol. 94, is 6, pp. 395–398. DOI: 10.1175/1520-0493 (1966)094<0395:IOOASW>2.3.CO;2 11. DONN, W. L. and BALACHANDRAN, N. K., 1981. Mount St. Helens eruption of 18 May 1980: Air waves and explosive yield. Science. vol. 213, no. 4507, pp. 539–541. DOI: 10.1126/science.213.4507.539 12. GARCÉS, M., IGUCHI, M., ISHIHARA, K., MORRIS- SEY, M., SUDO, Y. and TSUTSUI, T., 1999. Infrasonic precursors to a Vulcanian eruption at Sakurajima Volcano, Japan. Geophys. Res. Lett. vol. 26, is. 16, pp. 2537–2540. DOI: 10.1029/1998GL005327 13. BOLT, B. A. and TANIMOTO, T., 1981. Atmospheric oscillations after the May 18, 1980, eruption of Mount St. Helens. EOS Trans. AGU. vol. 62, no. 23, pp. 529–530. DOI: 10.1029/EO062i023p00529 14. RIPEPE, M., POGGI, P., BRAUN, T. and GORDEEV, E., 1996. Infrasonic waves and volcanic tremor at Stromboli. Geophys. Res. Lett. vol. 23, is. 2, pp. 181–184. DOI: 10.1029/95GL03662 15. EDMAN, D. A. and SELIN, R., 1981. A note on the Mount St. Helens volcanic eruption. Mon. Weather Rev. vol. 109, is. 5, pp. 1103–1110. DOI: 10.1175/1520-0493 (1981)109<1103:ANOTMS>2.0.CO;2 16. BANISTER, J. R., 1984. Pressure wave generated by the Mount St. Helens eruption. J. Geophys. Res. vol. 89, is. D3, pp. 4895–4904. DOI: 10.1029/ JD089iD03p04895 17. REED, J. W., 1987. Air pressure waves from Mount St. Helens eruptions. J. Geophys. Res. vol. 92, is. D10, pp. 11979–11992. DOI: 10.1029/JD092iD10p11979 18. Le PICHON, A., HERRY, P., MIALLE, P., VERGOZ, J., BRACHET, N., GARCÉS, M., DROB, D. and CERANN, L., 2005. Infrasound associated with 2004–2005 large Sumatra earthquakes and tsunami. Geophys. Res. Lett. vol. 32, is. 18, id. L19802. DOI: 10.1029/2005GL023893. 19. DONN, W. L. and EWING, M., 1962. Atmospheric waves from nuclear explosions – Part II: The Soviet test of 30 October 1961. J. Atmos. Sci. vol. 19, is. 3, pp. 264–273. DOI: 10.1175/1520-0469(1962)019<0264:AWFNEI> 2.0.CO;2 20. DONN, W. L. and EWING, M., 1962. Atmospheric waves from nuclear explosions. J. Geophys. Res. vol. 67, is. 5, pp. 1855–1866. DOI: 10.1029/JZ067i005p01855 21. DONN, W. L., SHAW, D. M. and HUBBARD, A. C., 1963. The microbarograph detection of nuclear explosions. IEEE Trans. Nucl. Sci. vol. 10, is. 1, pp. 285–296. DOI: 10.1109/TNS.1963.4323271 22. CHE, I. Y., PARK, J., KIM, I., KIM, T. S. and LEE, H. I., 2014. Infrasound signals from the underground nuclear explosions of North Korea. Geophys. J. Int. vol. 198, is. 1, pp. 495–503. DOI: 10.1093/gji/ggu150 23. BALACHANDRAN, N. K., DONN, W. L. and RIND, D. H., 1977. Concorde sonic booms as an atmospheric probe. Science. vol. 197, no. 4298, pp. 47–49. DOI: 10.1126/ science.197.4298.47 24. DONN, W. L., 1978. Exploring the Atmosphere with So- nic Booms: Or How I Learned to Love the Concorde. Am. Sci. vol. 66, is. 6, pp. 724–733. 25. LE PICHON, A., GARCÉS, M., BLANC, E., BAR- THÉLÉMY, M. and DROB, D. P., 2002. Acoustic propa- gation and atmosphere characteristics derived from infra- sonic waves generated by the Concorde. J. Acoust. Soc. Am. vol. 111, is. 1, pp. 629–641. DOI: 10.1121/1.1404434 26. EVERS, L. 2005. Infrasound monitoring in the Nether- lands. J. Netherlands Acoust. Soc. (Netherlands Akoestisch Genootschap). vol. 176, pp. 1–11. 27. DONN W. L., POSMENTIER, E., FEHR, U. and BALA- CHANDRAN, N. K., 1968. Infrasound at long range from Saturn V, 1967. Science. vol. 162, no. 3858, pp. 1116–1120. DOI: 10.1126/science.162.3858.1116 28. BALACHANDRAN, N. K. and DONN, W. L., 1971. Characteristics of Infrasonic Signals from Rockets. Geo- phys. J. Int. vol. 26, is. 1–4, pp. 135–148. DOI: 10.1111/ j.1365-246X.1971.tb03387.x 29. OLSON, J., 2012. Infrasound rocket signatures. In: Ad- vanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference Proceedings. Maui, Hawaii, September 11-14, 2012. vol. 1, pp. 638–645. 30. SPIVAK, A. A., KISHKINA, S. B., LOKTEV, D. N., RYB- NOV, YU. S., SOLOVIEV, S. P. and KHARLAMOV, V. A., 2016. Instruments and techniques for megapolis geophy- sical monitoring and their application in the Moscow IDG RAS Geophysical Monitoring Center. Seismicheskie In- strumenty. vol. 52, № 2, pp. 65–78. (in Russian). 31. SPIVAK, A. A., LOKTEV, D. N., RYBNOV, YU. S., SOLOVIEV, S. P. and KHARLAMOV, V. A., 2016. Geophysical fields of a megalopolis. Izv. Atmos. Ocean. Phys. vol. 52, is. 8, pp. 841–852. DOI: 10.1134/ S0001433816080107 32. ADUSHKIN, V. V., SPIVAK, A. A., SOLOVIEV, S. P., PERNIK, L. М. and KISHKINA, S. B., 2000. Geoecolo- gical consequences of large chemical explosions in quarries. Geoekologiya. Inzhenernaya geologiya, gidrogeologiya, geokriologiya. no. 6, pp. 554–563. (in Russian). 33. ADUSHKIN, V. V. and GORELYI, K. I., 2000. Doppler sounding of the ionosphere above Yugoslavia during mi- litary operations in Kosovo. Doklady Akademii Nauk. vol. 373, no. 1, pp. 882–884. (in Russian). 34. CHERNOGOR, L. F., 2003. Physical Processes in the Near-Earth Environment Associated with March–April 2003 292 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 Л. Ф. Черногор, А. И. Лящук, Н. Б. Шевелев Iraq War. Space Science and Technology. vol. 9, is. 2/3, pp. 13–33. (in Russian). 35. CHERNOGOR, L. F., 2012. Physics and Ecology of Di- sasters. Kharkiv: V. N. Karazin Kharkiv National Univer- sity Publ. (in Russian). 36. CHERNOGOR, L. F., 2004. Geophysical effects and geo- ecological consequences of mass chemical explosions in mi- litary warehouses in the city of Artemovsk. Geofizicheskii Zhurnal. vol. 26, no. 4, pp. 31–44. (in Russian). 37. CHERNOGOR, L. F., 2004. Geophysical effects and envi- ronmental consequences of fire and explosions at a mi- litary base near the city of Melitopol. Geofizicheskii Zhurnal. vol. 26, no. 6, pp. 61–73. (in Russian). 38. CHERNOGOR, L. F., 2006. Ecological consequences of mass chemical explosions in anthropogenic catastrophe. Geoekologiya. Inzhenernaya geologiya, gidrogeologiya, geokriologiya. no. 6, pp. 522–535. (in Russian). 39. CHERNOGOR, L. F., 2008. Geoecological consequences of the explosion of an ammunition depot. Geoekologiya. Inzhenernaya geologiya, gidrogeologiya, geokriologiya. no. 4, pp. 359–369. (in Russian). 40. CHERNOGOR, L. F., 2017. Space, the Earth, Mankind: Contemporary Challenges. Kharkiv: V. N. Karazin Kharkiv National University Publ. (in Russian). 41. CHERNOGOR, L. F., 2017. A catastrophe on the largest arsenal of ammunition. Nauka i Tekhnologiya. no. 5 (132), pp. 4–10. (in Russian). 42. KULICHKOV, S. N., 1992. Long-range sound propagation in the atmosphere (Review). Rossiiskaia Akademiia Nauk, Izvestiia, Fizika Atmosfery i Okeanavol. vol. 28, no. 4, pp. 339–360. (in Russian). 43. KULICHKOV, S. N., AVILOV, K. V., BUSH, G. A., PO- POV, O. E., RASPOPOV, O. M., BARYSHNIKOV, A. K., REVELLE, D. O. and WHITAKER, R. W., 2004. On ano- malously fast infrasonic arrivals at long distances from surface explosions. Izvestiya Atmospheric and Oceanic Physics. vol. 40, no. 1, pp. 1–9. 44. TSYBUL’SKAYA, N. D., KULICHKOV, S. N. and CHU- LICHKOV, A. I., 2012. Studying possibilities for the clas- sification of infrasonic signals from different sources. Izvestiya, Atmospheric and Oceanic Physics. vol. 48, no. 4, pp. 384–390. DOI: 10.1134/S0001433812040147 45. ALPEROVICH, L. S., GOKHBERG, M. B., DROB- ZHEV, V. I., TROITSKAYA, V. A. and FEDORO- VICH, G. V., 1985. Project MASSA – A study of mag- netospheric-atmospheric relatoins in seismo-acoustic phe- nomena. Izvestiya AN SSSR. Fizika Zemli. no. 11, pp. 5–8. (in Russian). 46. ALPEROVICH, L. S., PONOMAREV, E. A. and FEDO- ROVICH, G. V., 1985. Geophysical phenomena modeling by explosion (Review). Izvestiya AN SSSR. Fizika Zemli. no. 11, pp. 9–20. (in Russian). 47. IZVESTIYA AN SSSR. FIZIKA ZEMLI, 1985. no. 11. (Thematical issue). (in Russian). 48. GOKHBERG, M. B. and SHALIMOV, S. L., 2008. Influence of earthquakes and explosions to ionosphere. Moscow, Russia: Nauka Publ. (in Russian). 49. TARAN, V. I., POD’YACHII, YU. I., SMIRNOV, A. N. and GERSTEIN, L. J., 1985. Disturbances of the iono- sphere after a ground level burst on supervision by a me- thod of incoherent scatter. Izvestiya AN SSSR. Fizika Zemli. no. 11, pp. 75–79. (in Russian). 50. BARRY, G. H., GRIFFITHS, L. J. and TAENZER, J. C., 1966. HF radio measurements of high-altitude acous- tic waves from a ground-level explosion. J. Geophys. Res. vol. 71, is. 17, pp. 4173–4182. DOI: 10.1029/ JZ071i017p04173 51. BLANC, E., 1985. Observations in the upper atmosphere of infrasonic waves from natural or artificial sources: a summary. Ann. Geophys. vol. 3, is. 6, pp. 673–687. 52. BLANC, E. and JACOBSON, A. R., 1989. Observa- tion of ionospheric disturbances following a 5-kt chemi- cal explosion. 2. Prolongated anomalies and stratifi- cations in the lower thermosphere after shock passage. Radio Sci. vol. 24, is. 6, pp. 739–746. DOI: 10.1029/ RS024i006p00739 53. BLANC, E. and RICKEL, D., 1989. Nonlinear wave fronts and ionospheric irregularities observed by HF sounding over a powerful acoustic source. Radio Sci. vol. 24, is. 3, pp. 279–288. DOI: 10.1029/RS024i003p00279 54. CALAIS, E., MINSTER, B. J., HOFTON, M. A. and HEDLIN, M. A. H., 1998. Ionospheric signature of sur- face mine blasts from Global Positioning System measu- rements. Geophys. J. Int. vol. 132, is. 1, pp. 191–202. DOI: 10.1046/j.1365-246x.1998.00438.x 55. FITZGERALD, T. J., 1997. Observations of total electron content perturbations on GPS signals caused by a ground level explosion. J. Atmos. Sol.-Terr. Phys. vol. 59, is. 7, pp. 829–834. DOI: 10.1016/S1364-6826(96)00105-8 56. GALPERIN, YU. I. and HAYAKAWA, M., 1996. On the magnetospheric effects of experimental ground explosions observed from AUREOL-3. J. Geomagn. Geoelectr. vol. 48, is. 10, pp. 1241–1263. DOI: 10.5636/jgg.48.1241 57. JACOBSON, A. R., CARLOS, R. C. and BLANC, E., 1988. Observation of ionospheric disturbances following a 5 kt chemical explosion. 1. Persistent oscillation in the lower thermosphere after shock passage. Radio Sci. vol. 23, is. 5, pp. 820–830. DOI: 10.1029/RS023i005p00820 58. POKHOTELOV, O., PARROT, M., FEDOROV, E. N., PILIPENKO, V. A., SURKOV, V. V. and GLADYCHEV, V. A., 1995. Response of the ionosphere to natural and man- made acoustic sources. Ann. Geophys. vol. 13, is. 11, pp. 1197–1210. DOI: 10.1007/s00585-995-1197-2 59. CHERNOGOR, L. F., 2008. Advanced methods of spec- tral analysis of quasiperiodic wave-like processes in the ionosphere: Specific features and experimental results. Geomagn. Aeron. vol. 48, no. 5, pp. 652–673. DOI: 10.1134/S0016793208050101 60. EDWARDS, W. N., 2010. Meteor Generated Infrasound: Theory and Observation. In: A. LE PICHON, E. BLANC, and A. HAUCHECORNE, eds. Infrasound Monitoring for Atmospheric Studies. Dordrecht: Springer. pp. 361–414. DOI: 10.1007/978-1-4020-9508-5_12 61. CHERNOGOR, L. F. and, SHEVELEV, N. B., 2018. Parameters of the infrasound signal generated by a meteo- roid over Indonesia on October 8, 2009. Kinemat. Phys. Celest. Bodies. vol. 34, no. 3, pp. 147–160. DOI: 10.3103/ S0884591318030030 ISSN 1027-9636. Радіофізика і радіоастрономія. Т. 23, № 4, 2018 293 Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов L. F. Chernogor, O. I. Liashchuk, and M. B. Shevelev V. N. Karazin Kharkiv National University, 4, Svoboda Sq., Kharkiv, 61022, Ukraine PARAMETERS OF INFRASONIC SIGNALS GENERATED IN THE ATMOSPHERE BY MULTIPLE EXPLOSIONS AT AN AMMUNITION DEPOT Purpose: The study lies in investigating the waveforms and the spectral content of the infrasonic signals generated by multiple explosions at an ammunition depot versus energy and distance. The aim of this study is investigating the features of the wave- forms, amplitudes, and spectral content of the infrasonic signals which propagated over long distances (~ 150 to 180 km) from the ammunition depot near Vinnytsia (Ukraine) on September 26–27, 2017 during the man-caused catastrophe. Design/methodology/approach: The Ukrainian network of in- frasonic stations was used to study the basic parameters (spec- tral content, amplitudes, predominant oscillation periods, dura- tion of the oscillation trains, celerity) of the infrasonic waves which propagated over long distances (~ 150 to 180 km). The signal processing technique in this study added up to the following. First, the time dependences of atmospheric pressure fluctuation acquired in relative units were converted into abso- lute units. Then, they were filtered within the period range of 0.2 to 10 s. Next, the filtered variations were subjected to the system spectral analysis that includes the short-time Fourier transform, the Fourier transform in a sliding window with a width adjusted to be equal to a fixed number of harmonic periods, and the wavelet transform. In the latter transform, the Morlet wavelet was used as the basis function. Findings: It was shown that an upward trend in the amplitu- de and period of the predominant oscillation were observed when the energy release increased from 3 to 53 tons of TNT, while the duration of the oscillation trains increased from 1.5 to 2 min. The infrasonic signal parameters were deter- mined to change insignificantly when the distance between the explosion epicenter and an infrasonic station location changed a little (by 15 to 18 %). The differences in the wave forms are related to orientation of the propagation path. The analysis has revealed that the harmonics in the 3 to 5 6 s period range were predominant when the energy release was equal to 53 tons of TNT. The duration of the trains of oscillations with such periods amounted to 40 s. The average celerity was calculated to change within 300 to 309 m/s for different propagation paths with stratospheric wave reflections, that provides evidence for the influence of the wind in the upper atmosphere on the infrasound propagation. The thermospheric reflection resulted in the signal amplitude smaller by a factor of a few times and the celerity equal from 245 to 250 m/s. Conclusions: The basic parameters of infrasonic signals gene- rated during the recurrent explosions at the ammunition de- pot near Vinnytsia and propagating in the atmosphere have been studied. Key words: infrasonic signals, multiple explosions, ener- gy release, waveform, signal parameters, spectral content, celerity Л. Ф. Чорногор, О. І. Лящук, М. Б. Шевелев Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна, м. Свободи, 4, м. Харків, 61022, Україна ПАРАМЕТРИ ІНФРАЗВУКОВИХ СИГНАЛІВ В АТМОСФЕРІ, ЗГЕНЕРОВАНИХ МАСОВИМИ ВИБУХАМИ НА АРСЕНАЛІ БОЄПРИПАСІВ Предмет і мета роботи: Предмет дослідження – залеж- ність хвильових форм і спектрального складу інфразвуко- вого сигналу, згенерованого масовими вибухами на арсеналі боєприпасів, від енерговиділення та відстані. Метою є вив- чення особливостей хвильових форм інфразвукових сиг- налів, їх амплітуд і спектрального складу при дальньому (~ 150 180 км) поширенні хвиль, згенерованих протягом техногенної катастрофи на арсеналі боєприпасів поблизу м. Вінниця 26–27 вересня 2017 р. Методи і методологія: З використанням української мережі інфразвукових станцій вивчено основні параметри (спектральний склад, амплітуди, періоди переважаючих ко- ливань, тривалість цугів коливань, швидкість приходу) інфразвукових хвиль при їх дальньому (~ 150 180 км) по- ширенні. Методика обробки у цих дослідженнях зводилася до наступного. Спочатку результати вимірювань часових залежностей коливань атмосферного тиску переводилися з відносних одиниць в абсолютні. Потім вони піддавалися фільтрації в діапазоні періодів 0.2 10 с. Потім здійснював- ся системний спектральний аналіз відфільтрованих залежно- стей за допомогою віконного перетворення Фур’є, адаптив- ного перетворення Фур’є та вейвлет-перетворення. З вико- ристанням вейвлет-перетворення у якості базисної функції використовувався вейвлет Морле. Результати: Показано, що зі збільшенням енерговиділення від 3 до 53 т ТНТ спостерігалася тенденція до збільшення амплітуди та періоду переважаючого коливання. Тривалість цугів коливань при цьому збільшувалася від 1.5 до 2 хв. Встановлено, що при невеликій зміні відстані (на 15 18 %) між епіцентром вибухів і місцем розташування інфразвуко- вої станції параметри інфразвукового сигналу змінювалися незначно. Відмінності у хвильових формах пов’язані з орієн- тацією траси. Виявлено, що при енерговиділенні, рівному 53 т ТНТ, у спектрі коливань переважали гармоніки з періо- дом від 3 до 5 6 с. Тривалість цугів коливань з такими періодами становила 40 с. Розраховано, що середня швидкість приходу для різних трас при стратосферному відображенні хвиль змінювалася у межах 300 309 м/с, що свідчить про вплив вітру у верхній атмосфері на поши- рення інфразвуку. При термосферному відбитті хвиль амп- літуда сигналу була у декілька разів меншою, а швидкість приходу становила 245 250 м/с. Висновок: Вивчено основні параметри інфразвукових сиг- налів, згенерованих впродовж повторюваних вибухів на військових складах поблизу м. Вінниця та поширюваних у атмосфері. Ключові слова: інфразвукові сигнали, масові вибухи, енер- говиділення, хвильові форми, параметри сигналу, спектраль- ний склад, швидкості приходу Статья поступила в редакцию 24.07.2018

Параметры инфразвуковых сигналов в атмосфере, сгенерированных массовыми взрывами на арсенале боеприпасов

Institution

Ähnliche Einträge