Duración de señal infrasónica: los efectos de la distancia de propagación y la estructura de la guía de onda
La duración de las señales infrasónicas registradas por sensores en la superficie de la Tierra aumenta con la distancia de fuente a receptor, debido a la mayor separación de las porciones más rápidas y más lentas del campo de onda que se propagan dentro de las guías de onda acústicas atmosféricas, explica el Dr. David N Green, del AWE Blacknest en Reino Unido.
Se ha desarrollado un algoritmo para medir la duración de la señal consistentemente, donde las señales se identifican a partir de una combinación de coherencia multicanal (apariencia) y amplitud de presión.
El método permite cambios en el vector de propagación de la señal (azimut inverso, velocidad aparente) a lo largo de la extensión de la señal, lo que es importante para las señales canalizadas en la guía de ondas que presentan múltiples arribos.
El algoritmo se ha aplicado a 43 señales de infrasonido que muestran relaciones de señal a ruido de envolvente ≥3 en la pasabanda de 0.32 a 1.28 Hz.
Todas las señales se registraron en arreglos de microbarómetros del Sistema Internacional de Monitoreo, que es un elemento del régimen de verificación del Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares.
El conjunto de datos contiene registros a distancias de entre 20 y 6,300 km de eventos que se sabe que tienen funciones de origen-tiempo corto.
Los resultados indican, que la duración de la señal depende tanto del rango de fuente a receptor como de la variabilidad a lo largo de la trayectoria de la resistencia de la guía de onda estratosférica, medida por la relación de las velocidades de sonido efectivas en la estratosfera y en el suelo.
Para trayectorias con una baja variabilidad en la guía de ondas a lo largo del recorrido, la duración de la señal, D (s), muestra una relación lineal débil con el rango de fuente a receptor, r (km), de modo que la duración se puede estimar como D = 0.278r + 122.
La duración de las señales se reducen cuando las trayectorias de propagación muestran variabilidad en la resistencia de la guía de onda; en el reducido número de casos reportados en este documento, las señales registradas en rangos mayores de 3000 km exhiben D aprox. de 300 s.
Las simulaciones de rayos indican que los gradientes horizontales en la resistencia de la guía de onda actúan para restringir las celeridades de la señal que pueden ser apoyadas por la propagación de la guía de onda estratosférica.
Los algoritmos actuales de asociación y ubicación de la señal de infrasonido no utilizan una señal característica a partir de la cual se pueda estimar directamente el rango de fuente a receptor.
Por lo tanto, la incorporación de un modelo de duración de la señal en dichos procedimientos puede proporcionar relaciones reducidas de asociación de señales falsas y una mejor localización de eventos, concluye el Dr. Green.
David N Green. Infrasound signal duration: the effects of propagation distance and waveguide structure, GJI. doi: https://doi.org/10.1093/gji/ggy530
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| Mapa que indica la ubicación de los eventos explosivos (estrellas amarillas) estudiados en este documento, junto con las estaciones de infrasonido del Sistema Internacional de Monitoreo (triángulos). Créditos: David N Green |
Se ha desarrollado un algoritmo para medir la duración de la señal consistentemente, donde las señales se identifican a partir de una combinación de coherencia multicanal (apariencia) y amplitud de presión.
El método permite cambios en el vector de propagación de la señal (azimut inverso, velocidad aparente) a lo largo de la extensión de la señal, lo que es importante para las señales canalizadas en la guía de ondas que presentan múltiples arribos.
El algoritmo se ha aplicado a 43 señales de infrasonido que muestran relaciones de señal a ruido de envolvente ≥3 en la pasabanda de 0.32 a 1.28 Hz.
Todas las señales se registraron en arreglos de microbarómetros del Sistema Internacional de Monitoreo, que es un elemento del régimen de verificación del Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares.
El conjunto de datos contiene registros a distancias de entre 20 y 6,300 km de eventos que se sabe que tienen funciones de origen-tiempo corto.
Los resultados indican, que la duración de la señal depende tanto del rango de fuente a receptor como de la variabilidad a lo largo de la trayectoria de la resistencia de la guía de onda estratosférica, medida por la relación de las velocidades de sonido efectivas en la estratosfera y en el suelo.
Para trayectorias con una baja variabilidad en la guía de ondas a lo largo del recorrido, la duración de la señal, D (s), muestra una relación lineal débil con el rango de fuente a receptor, r (km), de modo que la duración se puede estimar como D = 0.278r + 122.
La duración de las señales se reducen cuando las trayectorias de propagación muestran variabilidad en la resistencia de la guía de onda; en el reducido número de casos reportados en este documento, las señales registradas en rangos mayores de 3000 km exhiben D aprox. de 300 s.
Las simulaciones de rayos indican que los gradientes horizontales en la resistencia de la guía de onda actúan para restringir las celeridades de la señal que pueden ser apoyadas por la propagación de la guía de onda estratosférica.
Los algoritmos actuales de asociación y ubicación de la señal de infrasonido no utilizan una señal característica a partir de la cual se pueda estimar directamente el rango de fuente a receptor.
Por lo tanto, la incorporación de un modelo de duración de la señal en dichos procedimientos puede proporcionar relaciones reducidas de asociación de señales falsas y una mejor localización de eventos, concluye el Dr. Green.
David N Green. Infrasound signal duration: the effects of propagation distance and waveguide structure, GJI. doi: https://doi.org/10.1093/gji/ggy530
