Search

In the winter months of 2018-2020 the Kola Branch of the Unified Geophysical Service RAS conducted experiments on the joint registration of avalanches in the Khibiny mountain range using seismic and infrasonic sensors during work on the forced descent of the snow mass. The aim of the experiments is to assess the possibility of avalanche detection using the geophysical methods. The lack of representative statistics on the frequency and regularity of avalanches is the reason for the relevance of developing methods of their remote registration. The difficulty of registering avalanches is due to their occurrence often in hard-to-reach areas and in poor visibility conditions. To record signals generated by avalanches, different configurations of infrasound panels consisting of three spatially separated sensors (MPA 201 or Hyperion IFS-4000 microbarographs) and a portable seismic station Guralp CMG-6TD were used. As a result of the experiments, infrasound recordings were obtained at different distances from the avalanche source. The infrasound group recordings collected from the experiments were processed using an automatic detector implementing amplitude and cross-correlation signal detection methods. The spectral composition of the recordings and their characteristic appearance were analyzed. Avalanche-induced signals are characterized by long duration and changes in azimuth to the source. The dominant frequencies of the signal lie in the region of 1-10 Hz. Conclusions are made about the insufficient sensitivity of the seismic method when the seismometer is located at a distance of the first kilometers from the avalanche source, as well as the high applicability of the infrasound method for recording the facts of avalanches. The results obtained will make it possible to develop a methodology for automatic detection of signals generated by avalanches using the data of infrasound registration. This is the necessary basis for building a system for continuous monitoring of avalanche activity.

В современном мире инфразвук широко применяется в качестве физического понятия. Однако, не многие знают, что в практической части он рассматривается и как массовое оружие. В статье рассмотрены основные понятия, связанные и инфразвуком и его воздействию на человека. Также, были приведены краткие сведения о физической направленности возникновения данного явления и методе борьбы с ним. Были сделаны выводы о необходимости регулирования и подавления шумов на производстве в рамках санитарных норм. In the modern world, infrasound is widely used as a physical concept. However, not many people know that in the practical part it is also considered as a mass weapon. The article discusses the basic concepts associated with infrasound and its impact on humans. Also, brief information was given about the physical orientation of the occurrence of this phenomenon and the method of dealing with it. Conclusions were drawn about the need to regulate and suppress noise in production within the framework of sanitary standards.

Для вдосконалення визначення змін координат GNSS-станцій важливо з’ясувати, як на значення цих змін впливають процеси, які відбуваються в навколоземному просторі. Для опису таких процесів можна використати показник сейсмічної активності, показник інфразвуку та щоденну кількість спалахів на Сонці. У зв'язку з цим метою даної роботи є дослідження впливу вищеперелічених процесів на малі зміни координат GNSS-станцій. Методика. Для розв’язання поставленої задачі нами було підібрано координати перманентної GNSS-станції, показники сейсмічної активності, показники інфразвуку та щоденну кількість спалахів на Сонці на одні і ті ж епохи на протязі 295 днів. Для моделювання впливу процесів у навколоземному просторі на визначення змін координат розроблено методику побудови макромоделі за усередненими даними з використанням методу регуляризації за допомогою редукції апроксимаційного базису поліномів багатьох аргументів. Аргументи поліномів при моделюванні вибрано так, щоб відобразити вплив зовнішніх чинників на координати. Параметри і відповідні їм мультиіндекси поліномів знайдено з ідентифікаційних задач, записаних регуляризаційними функціоналами Тіхонова. Результати. Побудовано макромодель, яка включає параметри сейсмічних процесів, Сонця, Місяця та координати GNSS-станції. Знайдено похідні та різні характеристики отриманої моделі. Для уточнення встановлених припущень застосовано кореляційний аналіз. Наукова новизна. Вперше отримано макромодель, що дозволяє обчислювати вплив показника сейсмічної активності, інфразвуку та сонячної активності на малі зміни координат GNSS-станцій. Практична значущість. Після дослідження цієї моделі отримано ряд результатів, які можна застосувати для підвищення точності координат, отриманих за допомогою GNSS спостережень. In order to improve the definition of GNSS-stations coordinate changes, it is important to find out how the processes that occur in the near-Earth space influence the significance of these changes. To describe such processes we can use the seismic activity index, the infrasound rate, and the number of daily flashes in the Sun. In this regard the purpose of this work is to study the influence of the above processes on small changes in the coordinates of GNSS-stations. Method. To solve this problem we have selected the coordinates of permanent GNSS-station, seismic activity indicators, infrasound indicators and the number of daily flares in the Sun for the same 295 day epoch. For modeling the influence of processes in the near-Earth space on the definition of coordinate changes the method of constructing a macromodel is developed based on averaged data with the use of a regularization method and with help of the reduction of the approximation basis of many arguments of polynomials. The arguments of the polynomials in the modelling are chosen to reflect the influence of external factors on the coordinates. Parameters and their corresponding multidies of polynomials are found from the identification tasks recorded by the Tikhonov regularization functions. Results. We constructed a macromodel that includes parameters of seismic processes, the Sun, the Moon, and the coordinates of the GNSS-station. We have found derivatives and different characteristics of the obtained model. Correlation analysis we used to clarify the assumptions. Scientific novelty. For the first time a macromodel was obtained which allows to calculate the influence of the index of seismic activity, infrasound and solar activity on small changes in the coordinates of GNSS-stations. Practical significance. After studying this model we obtained results that can be used to increase the accuracy of coordinates obtained using GNSS observations. Для совершенствования определения изменений координат важно выяснить, как на значение этих изменений влияют процессы, происходящие в околоземном пространстве. Для описания таких процессов можно использовать показатель сейсмической активности, показатель инфразвука и ежедневное количество вспышек на Солнце. В связи с этим целью данной работы является исследование влияния вышеперечисленных процессов на малые изменения координат GNSS-станций. Методика. Для решения поставленной задачи нами было подобрано координаты перманентной GNSS-станции, показатели сейсмической активности, показатели инфразвука и ежедневное количество вспышек на Солнце на одни и те же эпохи на протяжении 295 дней. Разработана методика построения макромодели по усредненным данным с использованием метода регуляризации с помощью редукции аппроксимационного базиса полиномов многих аргументов. Результаты. Построено макромодель, которая включает параметры сейсмических процессов, Солнца, Луны и координаты GNSS-станции. Найдено производные и различные характеристики полученной модели. Научная новизна. Впервые получено макромодель, что позволяет вычислять влияние показателя сейсмической активности, инфразвука и солнечной активности на малые изменения координат GNSS-станций. Практическая значимость. После исследования данной модели получен ряд результатов, которые можно применить для повышения точности координат, полученных с помощью GNSS наблюдений.

Safety at work is determined primarily by working conditions. The proportion of workers affected by noise, ultrasound and infrasound is very high. The developed classification of noise sources makes it possible to clearly define the main directions of scientific work in the field of acoustic equipment at pulp and paper enterprises. Безопасность труда на производстве определяется, в первую очередь, условиями труда. Доля работников, находящихся под воздействием повышенного уровня шума, ультразвука и инфразвука является очень высокой. Разработанная классификация источников шума позволит четко определить основные направления научных работ в области акустики оборудования ЦБП.

Розглянуто інфразвук у якості ключового параметра під час реєстрації природних та техногенних катастроф. Проведено моделювання інфразвукових характеристик у разі виверження вулканів. Підкреслюється необхідність посилення ролі систем моніторингу у дослідженнях вулканічних інфразвуковых характеристик у разі вивержения вулканів. Необхідно посилити призначення системи моніторінгу у дослідженнях вулканчних вивердженнях шляхом реєстрації інфразвука. The simulation of infrasound propagation during volcanic eruptions is considered. Infrasound is considered as a factor of the informative parameter in volcanic eruptions recording. A factor that has a significant effect on the infrasound in the atmosphere is the seismic activity. And it can be an external influence on the preparatory processes and their result. About fifty percent of infrasound is thrown into the atmosphere in the blast wave form. Such impulses spread to many kilometers from the source in the sound wave form. Their damping depends primarily on the frequency. Eruptions monitoring of active volcanoes by remote methods is very important for ensuring the safety of aviation flights. One of the remote methods for monitoring volcanic ash is the infrasound method, since strong eruptions are accompanied by wave perturbations in the atmosphere recorded over long distances. It is necessary to investigate how the sound power, its intensity and sound pressure level change with volcanic eruptions. To simulate the infrasonic waves propagation during volcanic eruption an algorithm and a program are composed. The program is written on Java programming language and consists of individual generated cycles. Calculations are performed assuming that the atmosphere with the infrasonic waves propagation, is homogeneous, layers are absent, the temperature is 20 degrees Celsius, and the sound velocity in the air in this case is 340 m / s. Acoustic waves attenuation in the air is caused by the presence of shear and bulk viscosity and also thermal conductivity impact. If we neglect the thermal losses, and also take into account that the bulk viscosity must be taken into account, as a rule, for high frequencies, then we can assume that the propagation loss of the traveling wave in the real environment results from the shear viscosity. The aim of this work is the infrasound propagation simulating during volcanic eruptions by the program complex. Currently, there is a great need for the creation of systems that combine space and ground-based observations that accurately capture key climate variables and stable functioning for several decades to determine climate variability and trends. The method of interaction studies of space weather, natural and manmade disasters with the organisms of the noosphere of the Earth through the registration of infrasound is proposed. Algorithms and software for calculations of acoustic infrasound field characteristics and decay in the atmosphere are developed. It was found that when r = 5λ phase shift between the sound pressure and vibrational velocity in the far field can be neglected and they are considered to be in phase. The results of these calculations confirmed that for the infrasonic wave propagation in the air the counting of viscous friction is not produced. With the help of modern computers, it is possible to calculate the infrasonic waves movement in the atmosphere and use this information to predict volcanic eruptions. Рассмотрен инфразвук в качестве ключевого параметра при регистрации природных и техногенных катастроф. Проведено моделирование инфразвуковых характеристик при извержениях вулканов. Подчеркивается необходимость усиления роли систем мониторинга в исследованиях вулканических инфразвуковых характеристик при извержениях вулканов. Подчеркивается необходимость усиления роли систем мониторинга в исследованиях вулканических извержений путем регистрации инфразвука извержений путем регистрации инфразвука.

Наведена програма розрахунку звукового тиску на осові уявлень Лемба. Підкреслено, що проблемі випромінювання інфразвуку під час старту ракет-носіїв космічного призначення слід пиділяти серйозну увагу. The problem of suppression of noise during the launch of space-based missiles (RKN) has acquired a special urgency at the present time. The most "noisy" aggregate of the starting RKN is its propulsion system (DU). Therefore, an important issue of modern engine building is the study of the interrelation between the characteristics of combustion processes, mixing, flow, design parameters of engines with the noise level in the environment, i.e with the magnitude of the sound pressure and the frequency range of individual harmonics. The purpose of this work is to develop a methodology for calculating the noise of rocket engines during missile launches and analyzing the characteristics of engines that significantly affect the noise level. During the operation of rocket engines in the transient mode (i.e. in the first seconds of launching the remote control), periodic disturbance of the medium arises as a result of the influence of gas flows of burnt fuel components on it. This leads to the appearance of a sound field. Sound waves, excited near the nozzles, spread further into the atmosphere. In some sources the scheme of forces acting on the medium is considered. It can be concluded that the engine acts on a medium with a force equal in magnitude and in oppositely directed thrust force. A method for calculating the noise of rocket engines and a program for calculating sound pressure taking into account the changing parameters, depending on the distance from the source, the angle of the directivity characteristic, the frequency, the harmonic number, and the speed of sound are developed. The program is written in the Fortran programming language. The calculation results made it possible to determine the amplitude of the first three harmonics of the noise of the launch vehicle propulsion system. From the data given it can be seen that the magnitude of the sound pressure during operation of the propulsion system of a rocket for space purposes is quite high. Проблема гашения шумов при старте ракет космического назначении (РКН) приобрела в настоящее время особую актуальность. Наиболее «шумящим» агрегатом стартующей РКН является ее двигательная установка (ДУ). Поэтому важным вопросом современного двигателестроения является исследование взаимосвязи характеристик процессов горения, смешения, истечения, конструктивных параметров двигателей с уровнем шумов в окружающей среде, то есть с величиной звукового давления и частотным диапазоном отдельных гармоник. Целью данной работы является разработка методики расчета шумов ракетных двигателей при пусках ракет и анализ характеристик двигателей, существенно влияющих на уровень шума. В процессе работы ракетных двигателей в переходном режиме (то есть в первые секунды запуска ДУ), возникает периодическое возмущение среды в результате воздействия на нее потоков газов сгоревших компонентов топлива. Это ведет к возникновению звукового поля. Звуковые волны, возбужденные вблизи сопел, распространяются далее в атмосферу. В некоторых источниках рассмотрена схема действующих на среду сил, можно прийти к выводу, что двигатель действует на среду с силой равной по величине и противоположно направленной силе тяги. Разработана методика расчета шумов ракетных двигателей и программа расчета звукового давления с учетом изменяющихся параметров в зависимости от удаления от источника, угла характеристики направленности, частоты, номера гармоники, скорости звука. Программа составлена на языке программирования Fortran . Результаты расчета позволили определить амплитуду первых трех гармоник шума двигательной установки ракеты-носителя. Из приведенных данных видно, что величина звукового давления при работе двигательной установки ракеты космического назначения имеет довольно высокое значение.

У виробничих умовах інфразвук утворюється при роботі компресорів, турбін, дизельних двигунів, промислових вентиляторів та інших великогабаритних машин, що здійснюють обертові та зворотно-поступальні рухи, а також турбулентні процеси, що виникають під час руху великих потоків газів або рідин. Всебічне вивчення біологічної дії інфразвуку свідчить про те, що інфразвук чинить вплив на функціональний стан організму, несприятливо діючи на нервову, серцево-судинну системи, функцію дихання, стан слухового та вестибулярного аналізаторів.

The possibility of the estimation of ground explosions energy using infrasound monitoring data for 100-300 km distances is discussed. Infrasonic signals energy from ground explosions is estimated using different methods.

Предложена методика построения карты шума города по спектральным характеристикам акустических шумов. Построены карты акустических шумов в инфразвуковом диапазоне частот для летнего и зимнего периода времени в Томске. Проведен анализ уровня акустических шумов в инфразвуковом диапазоне частот в зависимости от времени года.

Предложена методика построения карты шума города по спектральным характеристикам акустических шумов. Построены карты акустических шумов в инфразвуковом диапазоне частот для летнего и зимнего периода времени в Томске. Проведен анализ уровня акустических шумов в инфразвуковом диапазоне частот в зависимости от времени года.

Развитие технического прогресса привело к значительному модифицированию окружающих физических полей, что не могло не отразиться на состоянии живых организмов, находящихся под их постоянным воздействием. В связи с этим целью данной работы было исследование активности сердечно-сосудистой системы человека под действием комплекса региональных физических факторов окружающей среды. Исследование проведено на репрезентативной однородной выборке (44 человека в возрасте от 19 до 22 лет) посредством синхронного мониторинга электрокардиограммы и естественных физических полей в г. Томске (геомагнитное поле, параметры шумановского резонатора, инфразвук и т. д.). В результате было показано, что среди совокупности параметров физических полей окружающей среды присутствуют поля, способные находить отклик в функционировании организма человека. Наибольшая связь обнаружена с вариациями восточной компоненты магнитного поля.

Структура звукового поля производимого при работе ВЭУ основывается на базовых физических характеристиках звука. Звук, как физическое явление, представляет собой повторяющиеся флуктуации давления воздуха, возбуждающие чувствительность человеческого уха. Если говорить об инфрачастотном звуке, производимом ветроэнергетической установкой (ВЭУ) при работе, следует обратить внимание на тип ротора. Ранние конструкции ВЭУ, оборудованы роторами подветренного типа, производили значительные уровни инфразвука. В современных ВЭУ, производственных масштабов значительно чаще применяется наветренный тип.

Определены амплитудно-частотные характеристики инфразвуковых сигналов, генерируемых наземными взрывами. С помощью метода триангуляции определены направления прихода акустических сигналов, которые указывают на источник, где проводились взрывные работы. Использование вейвлет-преобразования с базовой функцией Морле позволило однозначно идентифицировать низкочастотные акустические сигналы от наземных взрывов.

Приведено описание комбинированной системы грозоопределения, состоящей из инфразвукового комплекса и электрической антенны. Описана методика пеленгации акустических сигналов. Проведена пеленгация акустических сигналов от грозовых разрядов.

Предложена методика построения карты шума города по спектральным характеристикам акустических шумов. Построены карты акустических шумов в звуковом и инфразвуковом диапазоне частот, а также карты пространственного распределения показателя спада по данным измерений в г. Томске.