Seismic effects on LF radiowaves

Radio Monte Carlo (MCO) is a long wave broadcasting station (43.47 deg N, 06.09 deg E) with a frequency of 216 kHz transmitting continuously with a mean power of 1,400 kW. The electric field strength has been measured since 1991 in central Italy at two sites named Assergi (AS) and Pietrasecca (PIE) located about six hundred kilometers from the MCO transmitter. Two anomalous decreases in the field strength of MCO, with a duration of several days happened, at the AS measurement site. On the occasion of May 1993 radio-anomaly, the estimated attenuation were of 22 dB for the sky wave and of 7 dB for the ground wave, while they were of 21 dB for the sky wave and 5 dB for the ground wave, on the occasion of the February 1994 radio-anomaly. After about fifteen days from the end of the May 1993 radio-anomaly, an earthquake with magnitude 4.3 occurred at about 65 km from MCO-AS path. Furthermore, after about four days from the end of the February 1994 radio-anomaly, a seismic sequence happened along the MCO-AS path at about 40 km from AS site, with magnitude ranging from 3 to 3.5. It must be noted that the epicenters are located where the sky wave is already in the troposphere. So, the attenuation observed, seem to be connected with some defocusing process of MCO signal related to preseismic phenomenology that occurs nearby the receiver, along the path from the transmitter to the receiver. Since this defocusing seems to regard only MCO signals or signals with similar frequency, the focal zone of the earthquakes can be assumed as a sphere with a radius ranging from 0.5 to 2.5 km, i.e., the same order of the wavelength of MCO radiowave. A possible explanation of the defocusing process can be a modification of the elliptical polarization state of the radiowaves due to the formation of a birefringent structure in the troposphere caused by the preparation phase of the earthquakes. The coincidence of a warm air advection during the anomalies can help the effect of the birefringent
ラジオモンテカルロ(MCO)は、周波数216kHz、平均出力1,400kWで連続的に送信している長波放送局(43.47 度N, 06.09 度E)である。その電場強度は、1991年以来、MCOの送信機から約600km離れた中部イタリアのAssergi(AS)とPietrasecca(PIE)の2箇所で測定されている。ASの測定場所で、数日間続く、MCO電場強度の異常減少が2回起った。推算された減衰は、1993年5月の電波異常の場合は上空波に対して22dB、地上波に対して7dBであり、1994年2月の電波異常の際は上空波に対し21dB、地上波に対して5dBであった。1993年5月の電波異常が終ってから約15日後、MCO-AS経路から約65kmでマグニチュード4.3の地震が起きた。さらに1994年2月の電波異常が終ってから約4日後にマグニチュード3-3.5の連続的な地震がASから約40kmのMCO-AS間の経路に沿って起った。震央の位置では上空波はすでに対流圏にあることが注目される。従って、観測された減衰は、送信機から受信機までの経路に沿って、受信機近くで起った地震前現象学に関係した、MCO信号のある種の焦点ぼけの過程に関連しているようである。この焦点ぼけはMCO信号か類似した周波数の信号だけに関係していると思われるので、地震の震源地帯は、MCO電波の波長と同程度の、半径0.5-2.5kmの球と仮定することができる。この焦点ぼけの過程は、地震の準備段階に起因する対流圏の複屈折構造形成による、電波の楕円偏波状態の一種と説明することができる。この異常期間中に同時発生した暖かい空気の移流は、MCO上空波に及ぼす複屈折構造の影響を助長したであろう。