Сфероидальные собственные колебания Земли 0Sn, где n — количество узлов колебания вдоль меридиана между полюсами, наблюдаются в сейсмически спокойные периоды. Сейсмометрические исследования этих фоновых собственных колебаний Земли с n = 12—65, возбуждаемых в диапазоне частот 2—7 мГц (периоды ~8—2 мин), показывают, что собственные колебания Земли связаны с процессами в атмосфере. Предлагается следующий механизм возбуждения этих собственных колебаний Земли. При сильных штормах возникают высокие волны, которые, в свою очередь, возбуждают океанические внутренние гравитационные волны. Последние, действуя на морское дно, генерируют собственные колебания Земли. Настоящее исследование посвящено поиску источника возбуждения фонового собственного колебания Земли 0Sn, которое имеет частоту около 0.3 мГц (период ~54 мин) и является самым низкочастотным. Непрерывные измерения в вертикальном канале сейсмометра STS-2 в Кольмской обсерватории за весь 2002 г. использованы для построения частотных спектров по 5-суточным рядам, последовательно смещаемым во времени с шагом 1 сутки. Величины спектральной интенсивности на частотах мультиплета 0S2 и близких к ним частотах сопоставляются с величинами индекса Арктической осцилляции, который характеризует степень динамического возмущения атмосферы северного полушария. Положительные статистически значимые коэффициенты корреляции между указанными величинами впервые показывают, что фоновые собственные колебания Земли 0Sn могут возбуждаться динамическими процессами в атмосфере подобно тому, как это имеет место для высокочастотных собственных колебаний Земли.
Spheroidal Earth’s free oscillations 0Sn, where n is the number of oscillation nodes along a meridian between the poles, are observed during seismically quiet days. The seismometer measurements of these background Earth’s free oscillations with n = 12—65, located at frequencies of 2—7 mHz (periods ~8—2 min), show that the Earth’s free oscillations are caused by atmospheric processes. The following mechanism for excitation of the Earth’s free oscillations is proposed. During strong storms high waves generate oceanic internal gravity waves, which excite, in turn, Earth’s free oscillations acting on the seabed. The present study is devoted to the search for the excitation source of background Earth’s free oscillations 0S2, which is located at the frequency of about 0.3 mHz (period of about 54 min) and is the lowest frequency Earth’s free oscillations. We have used the continuous measurements of the vertical (Z) output signal of STS-2 seismometer at Collm, Germany (51.3°N, 13.0°E), for the full year of 2002. The spectral analysis was applied over the 5-day window sliding along the annual series of the seismometer measurements with 1-day step. The values of power spectral density at the frequencies of the 0S2 multiplet and the frequencies close to them are matched with the values of the Arctic oscillation index, which characterizes the intensity of dynamic perturbation of the atmosphere in the Northern hemisphere. It is found that the correlation coefficients between these values are positive and statistically valid. So, it is shown for the first time that the background Earth’s free oscillations 0S2 can be excited by dynamic processes in the atmosphere, just as it is for highfrequency Earth’s free oscillations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.