Geometrical modeling for the sub-ionospheric VLF precursory signals before Kobe earthquake

In the present work, the simple geometrical considerations that explain the results of the VLF (Very Low Frequency) monitoring related with the great Hyogo-ken Nambu (Kobe) Earthquake are suggested. The effect reported was observed in both the phase and amplitude of the VLF Omega signal. Diurnal variations of the Tsushima transmitter were modified a few days before and after the main shock of the Earthquake (EQ) recorded at the Inubo observatory. An explanation of the effect was proposed based on the dependence of radio propagation on the effective height of the ionosphere. The present report is a further development of the idea. Deviations from the median diurnal curves occurred in such a way, as if the ambient day conditions at the VLF path grew approximately by 1 hour. Confining to a geometrical model here, it is shown that the relocation of the regular ionosphere could be a result of the ozonosphere modification in the nearby zone of the future EQ. Characteristic points in the diurnal amplitude and phase profiles are linked with the position of the day-night nonuniformity. Time of the local sunrise (sunset) in the ionosphere depends on the movement of the earth's shadow. Long term VLF studies show that the sunrise occurs from behind the ozonosphere (height of 30-50 km) rather than from the solid ground surface. This is why the length of the ionospheric day varies with the ozonosphere modifications. Estimates show that the day may become 40 minutes longer, when the standard ozonosphere vanishes. There is an alternative explanation for the VLF effects observed. Longer sunlit period before the earthquake could be attributed to an unknown agent that facilitates the ionization during the dusk conditions at 60-90 km altitudes. An opinion is given that the modifications in the lower and middle atmosphere governing the ionospheric sunrise-sunset shifts are easy to link to, say, radon diffusion.
本研究で、兵庫県南部(神戸)大地震に関するVLF(Very Low Frequency)モニタの結果を説明する単純な幾何学的考察を示した。報告された効果は、VLFオメガ信号の位相および振幅の両方で観測したものであった。犬吠観測所において記録した地震(EQ)の本震の前後数日、対馬送信所の日変化に変化があった。この変化を、電波の伝搬が電離層内での有効高さによって変化することに基づいて説明した。本報告はこの考え方をさらに発展させたものである。あたかもVLF経路における日中条件がほぼ1時間延びたかのように、平均的日周値曲線からの逸脱が起きた。ここでは幾何学的模型に限定し、将来、地震が起きるであろう地域のオゾン層の変化により、正規の電離層の再配置が起きうることを示した。振幅と位相日変化の特徴的な点は昼夜の変化と関係している。電離層の局地的日の出(日没)時刻は地球の影の動きに依存する。長期のVLF研究は、固体地表からよりもむしろオゾン層(高さ30〜50km)から日が昇ることを示した。これが何故電離層の昼の長さがオゾン層変化と共に変わるかの理由である。標準オゾン層が消滅すると、昼が40分長くなることを推定値が示している。観測されたVLF効果に関し別の説明がある。地震前の長い日照期間は、夕暮状態中のイオン化を助長する、高度60〜90kmにある未知の媒介物の結果であり得る。電離層の日の出・日没時刻の変化を支配する低中層大気における変化は、たとえばラドン拡散と結びついているという見解を述べた。