С.Ю. Хомутов, Александр Алексеевич Ковалев, А.Ю. Гвоздарев, Н.Н. Семаков
{"title":"新西伯利亚地球物理观测站磁场测量中可能存在的铁路效应","authors":"С.Ю. Хомутов, Александр Алексеевич Ковалев, А.Ю. Гвоздарев, Н.Н. Семаков","doi":"10.26117/2079-6641-2023-45-4-201-228","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"После перехода Геофизической обсерватории «Новосибирск» (NVS) на цифровые магнитометры в результатах измерений проявились помехи в виде кратковременных скачков и выбросов амплитудой до нескольких нТл, которые ранее не были видны на аналоговой фотозаписи. Основной эффект наблюдается в вертикальной составляющей и в значениях модуля. В качестве возможного источника этих помех рассматривается железная дорога на постоянном токе, проходящая в 10 км к западу от обсерватории. В 2006-2012 гг. были выполнены маршрутные съёмки модуля F по двум профилям различной протяженности, примерно перпендикулярные железной дороге. Показано, что амплитуда помех падает с расстоянием R как 1/R. Сопоставление суточного распределения мощности шума в вертикальной составляющей вариаций поля на обсерватории с расписанием движения поездов (пригородных и пассажирских) также показало, что вероятным источником является железная дорога. Сделан обзор работ последних лет по проблеме влияния железных дорог и метро на результаты магнитных измерений на обсерваториях, при полевых измерениях и МТЗ. В рамках простой модели распределения токов утечки, учитывающей наличие высокоомного фундамента в геоэлектрическом разрезе в районе обсерватории, вычислены магнитные эффекты в вертикальной и горизонтальной составляющих поля. Модель дает только частичное объяснение наблюдаемых зависимостей. Отмечена тенденция снижения в последние годы интенсивности помех.\n After renewing the Geophysical Observatory Novosibirsk (NVS) from analog photorecording to digital magnetometers, noise in the form of spikes and short jumps of records with an amplitude of up to several nT, which were not previously visible, appeared in the measurement results. The main effect was observed in the vertical intensity Z and total field intensity F. A direct current railway running 12 km west of the observatory was considered as a possible source of these disturbances. In 2006-2012, route surveys of F were carried out along two profiles of different lengths, approximately perpendicular to the railway. It has been shown that the noise amplitude decreases linearly with the distance from the source. An attempts were made to identify the noise origin, linking them with the schedule of trains. A review of recent work on the problem of the railways and subways effects on the results of magnetic measurements at observatories, field measurements and magnetotelluric sounding is made. Magnetic effects in the vertical and horizontal components of the field are calculated within the framework of a simple leakage current distribution model that takes into account the presence of a high-resistance foundation in the geoelectric section in the observatory area. The model provides only a partial explanation of the observed effects. There has been a tendency to decrease the intensity of interference in recent years.","PeriodicalId":200421,"journal":{"name":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","volume":"6 s2","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-12-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Possible Railway Effects in Magnetic Measurements at Geophysical Observatory Novosibirsk\",\"authors\":\"С.Ю. Хомутов, Александр Алексеевич Ковалев, А.Ю. Гвоздарев, Н.Н. Семаков\",\"doi\":\"10.26117/2079-6641-2023-45-4-201-228\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"После перехода Геофизической обсерватории «Новосибирск» (NVS) на цифровые магнитометры в результатах измерений проявились помехи в виде кратковременных скачков и выбросов амплитудой до нескольких нТл, которые ранее не были видны на аналоговой фотозаписи. Основной эффект наблюдается в вертикальной составляющей и в значениях модуля. В качестве возможного источника этих помех рассматривается железная дорога на постоянном токе, проходящая в 10 км к западу от обсерватории. В 2006-2012 гг. были выполнены маршрутные съёмки модуля F по двум профилям различной протяженности, примерно перпендикулярные железной дороге. Показано, что амплитуда помех падает с расстоянием R как 1/R. Сопоставление суточного распределения мощности шума в вертикальной составляющей вариаций поля на обсерватории с расписанием движения поездов (пригородных и пассажирских) также показало, что вероятным источником является железная дорога. Сделан обзор работ последних лет по проблеме влияния железных дорог и метро на результаты магнитных измерений на обсерваториях, при полевых измерениях и МТЗ. В рамках простой модели распределения токов утечки, учитывающей наличие высокоомного фундамента в геоэлектрическом разрезе в районе обсерватории, вычислены магнитные эффекты в вертикальной и горизонтальной составляющих поля. Модель дает только частичное объяснение наблюдаемых зависимостей. Отмечена тенденция снижения в последние годы интенсивности помех.\\n After renewing the Geophysical Observatory Novosibirsk (NVS) from analog photorecording to digital magnetometers, noise in the form of spikes and short jumps of records with an amplitude of up to several nT, which were not previously visible, appeared in the measurement results. The main effect was observed in the vertical intensity Z and total field intensity F. A direct current railway running 12 km west of the observatory was considered as a possible source of these disturbances. In 2006-2012, route surveys of F were carried out along two profiles of different lengths, approximately perpendicular to the railway. It has been shown that the noise amplitude decreases linearly with the distance from the source. An attempts were made to identify the noise origin, linking them with the schedule of trains. A review of recent work on the problem of the railways and subways effects on the results of magnetic measurements at observatories, field measurements and magnetotelluric sounding is made. Magnetic effects in the vertical and horizontal components of the field are calculated within the framework of a simple leakage current distribution model that takes into account the presence of a high-resistance foundation in the geoelectric section in the observatory area. The model provides only a partial explanation of the observed effects. There has been a tendency to decrease the intensity of interference in recent years.\",\"PeriodicalId\":200421,\"journal\":{\"name\":\"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки\",\"volume\":\"6 s2\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-12-16\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-201-228\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.26117/2079-6641-2023-45-4-201-228","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
摘要
在新西伯利亚地球物理观测站(NVS)过渡到数字磁强计之后,测量结果显示出振幅高达几个 nTL 的短期跳变和爆发形式的干扰,这在以前的模拟光电记录中是看不到的。主要影响体现在垂直分量和模量值上。观测站以西 10 公里处的一条直流铁路被认为是这些扰动的可能来源。2006 年至 2012 年期间,沿两条长度不同、大致垂直于铁路的剖面进行了模量 F 的路线测量。结果表明,噪声振幅随距离 R 减小,减幅为 1/R。将观测站场变化垂直分量中的噪声功率日分布与列车(郊区列车和客运列车)时刻表进行比较,也表明铁路可能是一个噪声源。本文回顾了近年来关于铁路和地铁对观测站磁场测量结果、实地测量和 MTZ 的影响问题的研究工作。在一个简单的漏电流分布模型框架内,考虑到观测站区域地电部分存在高电阻基础,计算了垂直和水平磁场分量中的磁效应。该模型只能部分解释观测到的相关性。近年来,干扰强度呈下降趋势。新西伯利亚地球物理观测站(NVS)从模拟光电记录更新为数字磁强计后,在测量结果中出现了以前看不到的以尖峰和短跳记录形式出现的噪声,其振幅可达几 nT。在垂直磁场强度 Z 和总磁场强度 F 中观察到的主要影响被认为是这些干扰的可能来源。2006 年至 2012 年期间,沿两条长度不同、大致垂直于铁路的剖面对 F 进行了路线测量。结果表明,噪声振幅随与声源的距离增加而线性减小。我们试图找出噪声源,并将其与列车时刻表联系起来。本文回顾了近期关于铁路和地铁对天文台磁测量结果、实地测量结果和磁天文探测结果的影响问题的研究工作。在一个简单的漏电流分布模型框架内计算了磁场垂直和水平分量中的磁效应,该模型考虑到了观测站区域地电部分高阻地基的存在。该模型只能部分解释观测到的影响。近年来,干扰强度呈下降趋势。
Possible Railway Effects in Magnetic Measurements at Geophysical Observatory Novosibirsk
После перехода Геофизической обсерватории «Новосибирск» (NVS) на цифровые магнитометры в результатах измерений проявились помехи в виде кратковременных скачков и выбросов амплитудой до нескольких нТл, которые ранее не были видны на аналоговой фотозаписи. Основной эффект наблюдается в вертикальной составляющей и в значениях модуля. В качестве возможного источника этих помех рассматривается железная дорога на постоянном токе, проходящая в 10 км к западу от обсерватории. В 2006-2012 гг. были выполнены маршрутные съёмки модуля F по двум профилям различной протяженности, примерно перпендикулярные железной дороге. Показано, что амплитуда помех падает с расстоянием R как 1/R. Сопоставление суточного распределения мощности шума в вертикальной составляющей вариаций поля на обсерватории с расписанием движения поездов (пригородных и пассажирских) также показало, что вероятным источником является железная дорога. Сделан обзор работ последних лет по проблеме влияния железных дорог и метро на результаты магнитных измерений на обсерваториях, при полевых измерениях и МТЗ. В рамках простой модели распределения токов утечки, учитывающей наличие высокоомного фундамента в геоэлектрическом разрезе в районе обсерватории, вычислены магнитные эффекты в вертикальной и горизонтальной составляющих поля. Модель дает только частичное объяснение наблюдаемых зависимостей. Отмечена тенденция снижения в последние годы интенсивности помех.
After renewing the Geophysical Observatory Novosibirsk (NVS) from analog photorecording to digital magnetometers, noise in the form of spikes and short jumps of records with an amplitude of up to several nT, which were not previously visible, appeared in the measurement results. The main effect was observed in the vertical intensity Z and total field intensity F. A direct current railway running 12 km west of the observatory was considered as a possible source of these disturbances. In 2006-2012, route surveys of F were carried out along two profiles of different lengths, approximately perpendicular to the railway. It has been shown that the noise amplitude decreases linearly with the distance from the source. An attempts were made to identify the noise origin, linking them with the schedule of trains. A review of recent work on the problem of the railways and subways effects on the results of magnetic measurements at observatories, field measurements and magnetotelluric sounding is made. Magnetic effects in the vertical and horizontal components of the field are calculated within the framework of a simple leakage current distribution model that takes into account the presence of a high-resistance foundation in the geoelectric section in the observatory area. The model provides only a partial explanation of the observed effects. There has been a tendency to decrease the intensity of interference in recent years.