Федеральная целевая программа

14.577.21.0109
<Номер постера>
Федеральная целевая программа
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического
комплекса России на 2014—2020 годы»
Рациональное природопользование
Тема: Разработка сети комплексного геофизического мониторинга для прогноза экстремальных природных процессов
Соглашение 14.577.21.0109
на период 2014 - 2016 гг.
Руководитель проекта: д.т.н., проф. Протопопов А.А
Получатель субсидии: ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет»
Цели и задачи проекта
Цели проекта:
1. Разработка и экспериментальная отработка новых методов и технологий сбора, обработки и систематизации данных, регистрируемых наземными и космическими средствами для мониторинга геомагнитной
обстановки, предвестников сильных (М≥6) землетрясений, а также наводнений на реках России в условиях меняющегося климата для предупреждения и уменьшения негативных последствий от экстремальных
природных явлений.
2 Создание и экспериментальная отработка технологий мониторинга признаков экстремальных природных процессов, ориентированных, в том числе на краткосрочный прогноз экстремальных природных явлений.
3 Создание научно-технического задела для обеспечения государственных структур, населения и промышленности качественно новой прогнозной информацией о потенциальном месте, времени и интенсивности
природного процесса.
Актуальность и научная новизна:
В настоящее время в России и за рубежом работающие системы краткосрочного прогноза землетрясений отсутствуют. Краткосрочный прогноз в отдельных случаях реализуется только для афтершоков.
В данном проекте впервые в Мире разрабатывается технология сейсмопрогнозного мониторинга признаков подготовки землетрясений, обеспечивающая на основе концепции сейсмотектогенеза
автоматизированный сбор и обработку данных наземно-космического мониторинга и экспериментальной сети для получения краткосрочных прогнозов о потенциальном месте, времени и магнитуде сильных
землетрясений
Ожидаемые результаты проекта
1. Ожидаемые результаты выполнения работ по проекту
1.1 Основы технологии мониторинга признаков экстремальных природных процессов по данным систем наземно-космического мониторинга и экспериментальной сети, обеспечивающие реализацию процедур сбора
и автоматизированной обработки данных с признаками подготовки землетрясений в соответствии с концепцией сейсмотектогенеза для получения краткосрочного прогноза сильных землетрясений
1.2. Экспериментальные образцы сети комплексного геофизического мониторинга, широкополосного градиентометра уточненной конструкции, аппаратуры для регистрации миграции протонов через геосреду,
программного обеспечения для использования в разрабатываемой технологии совместно с экспериментальными образцами оборудования.
1.3. Проект ТЗ на проведение ОКР по теме: «Создание региональной сети комплексного геофизического мониторинга».
2. Сопоставлении ожидаемых результатов с аналогичными разработками мирового уровня.
Аналогичные разработки, позволяющие дать одновременную количественную оценку краткосрочного прогноза
отсутствуют, что предопределяет превосходство ожидаемых результатов над мировым уровнем.
комплекса показателей (время, магнитуда, место) грядущих сильных землетрясений в Мире
Перспективы практического использования
1. Область применения планируемых результатов – обеспечение государственных и коммерческих структур, население достоверной краткосрочной прогнозной информацией о потенциальном месте, времени и
магнитуде сильных землетрясений.
2 . Результаты выполнения проекта могут найти применение:
в структурах МЧС, осуществляющих деятельность по прогнозу, предупреждению и минимизации последствий природных катастроф (Центр «Антистихия», ВНИИГОЧС);
в научно-технических подразделениях национальных компаний, осуществляющих масштабные инфраструктурные проекты;
в составе сейсмопрогнозного блока проекта МАКСМ (ОАО «Российские космические системы»), ориентированного на прогнозирование различных чрезвычайных ситуаций с использованием космическим
систем;
3. Результаты проекта позволят перейти к созданию региональной, а в дальнейшем национальной сети комплексного геофизического мониторинга, функционирующей на основе разработанных при выполнении
проекта принципах, программных, конструкторских и технологических решений.
4. Создание, впервые в Мире, основ технологии сейсмопрогнозного мониторинга признаков подготовки землетрясений на основе концепции сейсмотектогенеза с использованием данных наземно-космического
мониторинга и экспериментальной сети, обеспечит основу для развития международного сотрудничества, в первую очередь, со станами БРИКС в области разработки национальных и международной систем и
сетей сейсмопрогнозного мониторинга для краткосрочного прогноза сильных землетрясений.
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.
– выявлены эффекты когерентности при рассмотрении пространственно-разнесенных станций (данные по протонной миграции,
данные ШГМ, сейсмические шумы); установлены эффекты когерентности в данных GPS-наблюдений; выявлен резкий всплеск
синхронизации поля шумов GPS для временных интервалов 2010 – 2015 гг. на периодах 3-20 суток
- предложена и численно решена в приближении Буссинеска новая трехмерная модель геодинамо, в
которой конвекция в жидком ядре возникает из-за разности угловых скоростей твердого ядра и мантии
. Изменение знака  обусловливает инверсию магнитного поля
Распределение
координатных
составляющих
скорости
движения в
жидком ядре
относительно
мантии
Распределение
координатных
составляющих
скорости
движения в
жидком ядре
относительно
мантии
– разработана единая модель вулканических извержений на основе GLI-механизма (газо-жидкостная
неустойчивость), разработаны модельные подходы, объясняющие взаимосвязь сейсмичности и вулканизма
На рисунках прогнозные зоны, снимок с
ОСТИ
и
положения
эпицентров
фактический событий на Камчатке
Анализ событий лета 2012г. на
Камчатке, когда произошло
извержение вулкана Шивелуч
и ряд землетрясений
Максимум по частотам множественной меры когерентности в каждом окне
0.8
– разработан и изготовлен
ЭО
аппаратуры
для
регистрации
миграции
протонов через геосреду по
методу Д.А. Кузнецова;
– идентифицированы
характерные ПЭ-сигналы,
предшествующие сильным
землетрясениям
0.6
0.4
Опытные варианты
аналогового модуля
и модуля сопряжения
0.2
Характерный
сигнал перед Охотским ЗМТ
0
10000 12000 14000 16000 18000 20000 22000 24000 26000 28000 30000 32000
25.05 – извержение в.Шивелуч
(кр. треугольник)
24.06 – M6.1
16.07 – M5.5
– выполнен мониторинг признаков подготовки ЗМТ в течение 2015 гг.
– разработаны подходы к верификации схемы прогноза
– выявлены инварианты сейсмических событий
– разработан ЭО ПО для
анализа
наземных
и
спутниковых данных и
сейсмопрогнозного
мониторинга,
реализующего
сбор
первичной геофизической
информации и ее анализ
с использованием ГИСтехнологий
Схемы работы с ЭО ПО
Партнеры проекта
Вариации ПЭ-измерений S1 = SW56 в 2004-2012гг.
и мощные землетрясения
ОСТИ перед ЗМТ в Чили 16.09.2015 м M8.3
– выполнена систематизация результатов по разработанным прогнозам; – разработан прогноз сильного землетрясения 12 мая 2015г. в Японской тестовой зоне мониторинга
(прогноз представлен по просьбе исполнителей ПНИ в докладе сотрудника НЦ ОМЗ на конференции WGISS-39 (Цукубо, Япония)
– разработана ЭКД ЭО сети комплексного геофизического мониторинга; – изготовлен ЭО широкополосного градиентометра уточненной конструкции;
– разработаны: ЭО ПО для мониторинга миграции протонов через геосреду, для сбора данных с территориально разнесенных измерительных пунктов, для агрегирования
геофизических данных из открытых источников, для анализа и обработки данных по миграции протонов через геосреду, для анализа и обработки гетерогенных
геофизических данных
– разработаны ЭО БД по ситуации на реках России, ЭО БД по геомагнитным возмущениям
Запланированные индикаторы
– выполнен анализ геофизических процессов, уточняющий различные аспекты концепции сейсмотектогенеза
выполнены полностью
Финансирование
Индустриальный партнер: ООО «Инновационные технологии и концепции»
является малым инновационным предприятием, созданным при вузе для обеспечения
коммерциализации и продвижения научно-технических разработок вуза потребителям
14.577.21.0109
Траектория Чандлеровских колебаний геополюса
и
смещения полюса инерции на интервале 2012 – 2015 г.г.,
обладающая сейсмопрогнозными признаками
Год
2014
2015
2016
Средства субсидии, млн. руб.
12,0
12,6
12,0
Внебюджетное финансирование, млн. руб.
3,0
3,5
3,0
Финансовая
поддержка
осуществляется
путем
финансирования НИР,
проводимых Исполнителем при
выполнении ПНИ по заказу ИП
<Номер постера>