Estimate of the impact of storm microseisms on long-term gravimetric measurements

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This study estimates the impact level of storm microseisms on long-term gravimetric measurements. Gravimetric measurements were conducted at the Zapolskoe, Obninsk, and Murmansk sites using CG-5 Autograv relative gravity meters. Seismic measurements were carried out concurrently with gravimetric measurements at Zapolskoe. The analysis of these measurements demonstrates the feasibility of utilizing seismic data as control information to estimate the high-frequency noise component of gravimetric data. Based on the additional seismic information from the services of the Incorporated Research Institutions for Seismology, the correspondence between the attenuation of the noise component in gravimetric measurements and the data from the modeled sensitive element of the gravimeter, which utilizes seismic series as an input, is identified. The first characterization of the storm-induced background noise of gravimetric measurements at the Murmansk site is obtained. Furthermore, the possibility of predicting measurement errors based on meteorological forecasts is refined, which can aid in the planning of gravimetric work.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M.  N.  Drobyshev

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences; Vladimir State University

Email: Drmika88@gmail.com
Russian Federation, Moscow; Vladimir

D.  V.  Abramov

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: Drmika88@gmail.com
Russian Federation, Moscow

V.  N.  Koneshov

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences; Vladimir State University

Author for correspondence.
Email: slavakoneshov@hotmail.com
Russian Federation, Moscow; Vladimir

References

  1. Абрамов Д.В., Бебнев А.С., Бычков С.Г., Горожанцев С.В., Герман В.И., Дробышев М.Н., Конешов В.Н., Красилов С.А., Овчаренко А.В., Юшкин В.Д. Одна из возможных причин синхронных континентальных микросейсм Северной Евразии // Физика Земли 2020. № 4. С. 123–131.
  2. Абрамов Д.В., Дорожков В.В., Конешов В.Н. Особенности построения и использования наземного сейсмогравиметрического комплекса // Сейсмические приборы. 2010. Т. 46. № 4. С. 5–13.
  3. Абрамов Д.В., Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Уточнение значений дельта-фактора на фундаментальном гравиметрическом пункте “Долгое Ледово” // Физика Земли. 2013а. № 1. С. 84–87.
  4. Абрамов Д.В., Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Оценка влияния сейсмических и метеорологических факторов на точность измерений относительным гравиметром // Физика Земли. 2013б. № 4. С. 105–110.
  5. Абрамов Д.В., Конешов В.Н., Чебров В.Н. Совершенствование методики долговременных наблюдений относительным гравиметром CG-5 // Сейсмические приборы. 2016. Т. 52. № 3. С. 20–26.
  6. ГОСТ РВ 1.1-96. Метрологическое обеспечение вооружения и военной техники. Основные положения. М.: Госстандарт России. 1996.
  7. Грушинский Н.П., Сажина Н.Б. Гравитационная разведка, издание третье. М.: Недра. 1981.
  8. Дробышев М.Н., Абрамов Д.В., Конешов В.Н., Малышева Д.А. Оценка влияния перепада температуры на гравиметрические измерения при смене пункта наблюдений // Сейсмические приборы. 2022. Т. 58. № 2. C. 75–84. doi: 10.21455/si2022.2-4
  9. Дробышев М.Н. Исследование динамики изменения углового положения гравиметрического постамента с помощью комплекса геофизической аппаратуры // Сейсмические приборы. 2014. Т. 50. № 2. С. 70–76.
  10. Дробышев М.Н., Конешов В.Н., Абрамов Д.В., Малышева Д.А. Повышение точности гравиметрических наблюдений с помощью сейсмической информации // Геофизические исследования. 2021. Т. 22. № 3. С. 26–34.
  11. Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Оценка предельной точности гравиметра CG-5 Autograv // Сейсмические приборы. 2013. Т. 49. № 2. С. 39–43.
  12. Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Учет сейсмического воздействия на высокоточные измерения гравиметром CG-5 Autograv // Физика Земли. 2014. № 4. С. 131–134.
  13. Конешов В.Н., Абрамов Д.В., Дробышев Н.В., Малышева Д.А. Оценка влияния влажности на долговременные высокоточные измерения гравиметром CG-5 Autograv // Геофизические исследования. 2023. Т. 24. № 2. С. 84–91.
  14. Кривицкий Г.Е., Андреев О.П., Кобылкин Д.Н., Ахмедсафин С.К., Кирсанов С.А., Безматерных Е.Ф. Гравиметрический контроль разработки газовых и газоконденсатных месторождений. ООО Газпром добыча Ямбург. 2012. 126 с.
  15. Любушин А.А. Анализ когерентности глобального сейсмического шума, 1997–2012 // Физика Земли. 2014. № 3. С. 18–27.
  16. Малышева Д.А., Абрамов Д.В., Дробышев М.Н., Конешов В.Н. Влияние метеофакторов на уровень микросейсмического фона при долговременных гравиметрических наблюдениях с погрешностью порядка первых микрогал // Сейсмические приборы. 2018. Т. 54. № 1. C. 19–28. doi: 10.21455/si2018.1-2
  17. Монахов Ф.И. Низкочастотный сейсмический шум Земли. М.: Наука. 1977. 94 с.
  18. Относительный гравиметр CG-5. Система Scintrex Autograv: руководство по эксплуатации, ред. 4. 2008. 156 с.
  19. Рыкунов Л.Н. Микросейсмы. Экспериментальные характеристики естественных микровибраций грунта в диапазоне периодов 0.07–8 сек. М.: Наука. 1967. 86 с.
  20. Соболев Г.А., Любушин А.А., Закржевская Н.А. Асимметричные импульсы, периодичности и синхронизация низкочастотных микросейсм // Вулканология и сейсмология. 2008. № 2. С. 135–152.
  21. Соболев Г.А. Сейсмический шум. М.: ООО “Наука и образование”. 2014. 272 с.
  22. Солодовников В.В., Плотников В.Н., Яковлев А.В. Теория автоматического управления техническими системами. М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 1993. 493 с.
  23. Табулевич В.Н. Комплексные исследования микросейсмических колебаний. Новосибирск: Наука. 1986. 151 с.
  24. Цифровая трехкомпонентная сейсмическая станция Угра: руководство по эксплуатации. Обнинск. 2005. 57 с.
  25. Ardhuin F., Stutzmann E., Schimmel M., Mangeney A., Ocean wave sources of seismic noise // J. Geophys. Res. 2011. V. 116. C09004.
  26. Boddice D., Atkins P., Rodgers A., Metje N., Goncharenko Y., Chapman D. A novel approach to reduce environmental noise in microgravity measurements using a Scintrex CG5 // Journal of Applied Geophysics. 2018. V. 152. P. 221–235.
  27. Friedrich A., Krüger F., Klinge K. Ocean-generated microseismic noise located with the Gräfenberg array // J. Seismol. 1998. V. 2 (1). P. 47–64.
  28. Rhie J., Romanowicz B. A study of the relation between ocean storms and the Earth’s hum, Geochem // Geophys. Geosyst. 2006. V. 7 (10). https://doi.org/10.1029/2006GC001274
  29. Seigel H.O. A guide to high precision land gravimeter surveys. 1995. V. 122.
  30. Very-broad-band feedback seismometers STS-1V/VBB and STS-1H/VBB. Manual. 08-Jul-1986. 86 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Series of standard deviations of gravimetric data obtained from the device (light green) and series of standard deviations calculated from seismometric measurements (dark green).

Download (523KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Five-minute standard deviation calculated from minute gravimetric readings (light green); three-hour average (black).

Download (550KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. RMSD measured by a gravimeter, divided into groups according to intensity (horizontal black lines); for intensity group 4, wave heights and the approximate location of storms are indicated.

Download (537KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. RMS of gravimetric measurements in Murmansk (blue) and Obninsk (green). Horizontal black lines show the division into groups according to noise intensity in Obninsk.

Download (484KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. RMSD of model data from seismic stations Obninsk (red), Lovozero (orange) and Kevo (blue).

Download (415KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».