Drukgolf die rondom de wereld reist?

[Michel Uphoff]

Uit 'The Tunkuska Mystery' van Vladimir Rubtsov (over de inslag van de grote meteoriet in 1908):
 

As for the periods during which the Tunguska barograms were recorded, in Kirensk at a distance of 490 km from the epicenter it was some 3 min (9,800 km/h); in Pavlovsk (3,740 km) 20 min (11,220 km/h); and in London (5,740 km) 35 min (9,850 km/h).
 
These barographs did not record the sound waves that we hear but the so-called infrasonic acoustic waves, whose frequency is lower than we could hear. Sound waves fade very quickly in the atmosphere so that sound generated even by a very powerful thermonuclear explosion can be heard not farther than a few hundred kilometers from its epicenter. As distinct from this, the infrasonic waves of such an explosion may encircle the globe several times, being recorded each time on the tapes of sensitive instruments.

 
De voortplantingssnelheid van deze golven kan dus zeer veel hoger dan de geluidssnelheid liggen. Ook onweer produceert infrasound dat zich wellicht door de Aarde voorplant, en het draagt vanwege de lage frequentie en daardoor kleine verzwakking heel ver. Daar eens wat op doorgezocht, maar volgens de thesis "The unaudible sound of thunderstorms' (bijlage) valt dat tegen. Bij een afstand groter dan 50 tot 80 km van de donderklap verdwijnt ook het infrasound signaal van onweer in de achtergrondruis.
 

InfrasoundThesisAssink

(8.64 MiB) 197 keer gedownload

[Jan van de Velde]

As for the periods during which the Tunguska barograms were recorded, in Kirensk at a distance of 490 km from the epicenter it was some 3 min (9,800 km/h); in Pavlovsk (3,740 km) 20 min (11,220 km/h); and in London (5,740 km) 35 min (9,850 km/h).

De voortplantingssnelheid van deze golven kan dus zeer veel hoger dan de geluidssnelheid liggen. 

 
 
Pull the other one, it's got bells on...  .
 
http://www.knmi.nl/cms/content/91499/infrasound_and_seismology_in_the_low_frequency_array_lofar
 

Infrasonic waves travel with the sound speed which is 340 m/s for air of 20°C.

[Jan van de Velde]

http://itworkss.com/download/Interesting/UFO%200.98/The%20Fire%20Came%20By%20-%20John%20Baxter%20and%20Thomas%20Atkins%20-www.itworkss.com.pdf
 

Within five hours of the blast, turbulent air waves travel west beyond the North Sea, causing strong oscillations at meteorological stations in England. During a span of twenty minutes, sudden fluctuations in atmospheric pressure are detected by recently invented self-recording barographs at six stations between Cambridge, 50 miles north of London, and Petersfield, 55 miles south. Baffled weather researchers assume that a large atmospheric disturbance has occurred somewhere in the world; but not until two decades later, after the first news of the devastation in the Tunguska region finally reaches the English press, do they discover that their 1908 barographic records correspond with the astonishing Russian explosion of that same year and that its air waves circled the globe twice.
 

die 5 uur is een factor 8-9 groter dan de in Michel's link genoemde 35 minuten en daarmee komt een en ander weer netjes in de buurt van de normale geluidssnelheid.  
 
Die genoemde grotere snelheden moeten haast wel seismische golven zijn geweest:
 
http://en.wikipedia.org/wiki/Seismic_wave

The propagation velocity of the waves depends on density and elasticity of the medium. Velocity tends to increase with depth, and ranges from approximately 2 to 8 km/s in the Earth's crust up to 13 km/s in the deep mantle.^[1] 

[Benm]

Komt vooral omdat windsnelheid in het algemeen toeneemt met hoogte (vandaar ook de steeds grotere windmolens). Dat snelheidsverschil zorgt ervoor dat naar boven uitgezonden geluidsgolf meewinds gezien terug buigt richting het aardoppervlak, analoog aan het temperatuurinversie-effect, en tegenwinds gezien juist wegbuigt van het aardoppervlak waardoor aan het aardoppervlak tegenwinds al vrij snel niks meer te horen valt.
 
 
updown.jpg http://www.whyyouhearwhatyouhear.com/subpages/chapter28.html

Interessant!

Aardige is dat ik op de 15e verdieping woon, en me afvraag wat de schaal van dat diagram zoal is. Het zou impliceren dat geluid van de grond op relatief korte afstand (zeg 100 - 200 meter) juist beter hoorbaar is als het 'tegenwind' heeft omdat het meer naar boven afbuigt.

Overigens is het lastig vast te stellen gezien de windrichting niet altijd overeenkomt met de windrichting voor het hele gebied - er staan hier een aantal redelijk hoge gebouwen op een kluitje waardoor de wind er soms op een rare manier langs/tussendoor zoeft.

[Michel Uphoff]

Die genoemde grotere snelheden moeten haast wel seismische golven zijn geweest:

 
Dat de schokgolf van een explosie zich veel sneller dan het geluid kan verplaatsen is bekend, maar daarvan wordt de energie zeer snel gedissipeerd, en dus is het bereik ook bij zware explosies redelijk beperkt. Dus als aangehaald citaat correct is, hij heeft het expliciet over barograms, hebben die seismische golven een lokale drukverandering in de atmosfeer teweeg gebracht.

[Jan van de Velde]

 
Dat lijkt mij ook waarschijnlijk, en mogelijk hebben die seismische golven ook een lokale drukverandering in de atmosfeer teweeg gebracht.

 
Weiger ik ook al te geloven

[Michel Uphoff]

Prima, maar wil je het toelichten?

[Jan van de Velde]

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2006GL027967/pdf
 

[8] A barograph is mechanically sensitive to the motion
of itself, and a barograph placed on the ground is also
sensitive to the ground motion [Bedard, 1971]. We have
tested the mechanical sensitivity of the quartz-type microbarographs
placed on a shake table and confirmed that, at a
period of 10 s or longer, the microbarograph is not affected
by the ground motion with a vertical and horizontal velocity
of less than 1 cm/s [Watada and Ohminato, 2006].
 

 

En hier hebben we het dan over apparatuur van een eeuw jonger, en werkelijk meetbare "ground motion", dwz de soort waarvan de hanglamp gaat schommelen. 
 
Dat Tunguskagebeuren zal vast wel overal op seismometers geregistreerd zijn, maar van een aardbeving op duizenden kilometers afstand komen er nog geen golfjes op je kopje thee lijkt me. Laat staan luchtdrukgolven. 

[Michel Uphoff]

Ik denk dat je gelijk hebt, die drukverschillen liggen in het microbar gebied. Alleen zeer hoog in de ionosfeer zijn de golven beter waarneembaar.
 

Uit 'Seismic waves in the ionosphere' (klik):
Even for a magnitude 8 quake, the pressure fluctuations reach only a few microbars at the surface and must be recorded with complex measurements systems. The Earth atmosphere is however acting as a natural amplifier and leads to large signals at 150 km or more of altitude in the ionosphere, for quakes of magnitude 7 or larger.

 
Uitermate onwaarschijnlijk dat ze die toen konden detecteren.

[Jan van de Velde]

Nou, volgens "mijn" link lopen die waarnemingen in de pascals (enkele tientallen microbars), maar daarbij gaat het om barografen die, als ik het goed begrijp, bewust heel vast aan de aarde staan: vraag is dan of je werkelijke luchtdrukvariaties meet, of mechanische traagheidseffecten van het sensoroppervlak van zo'n ding. Die link nog eens goed doorlezend vraag ik me nu af of ik eigenlijk wel begrijp wat er precies staat, want 
 

We have tested the mechanical sensitivity of the quartz-type microbarographs
placed on a shake table and confirmed that, at a
period of 10 s or longer, the microbarograph is not affected
by the ground motion with a vertical and horizontal velocity
of less than 1 cm/s 
 

Zou eigenlijk best eens geïnterpreteerd kunnen worden als dat die dingen bij aardschoksnelheden ONgevoelig zijn voor hun eigen beweging. 
 
Dan nog vraag ik me af wat er van metingen overblijft op 5000 km afstand van een schok, en met apparatuur van 100 jaar geleden. 

[Michel Uphoff]

Vreemde maat, cm/s. Een eenparige snelheid mag het niet zijn, want dan geen kracht. Hoe moet je het interpreteren?

Bedoelt men een versnelling van 1 cm/s², dus 0,001 G?

Of mogelijk een centimeter heen en een centimeter weer terug naar de uitgangspositie in een seconde, 2 cm afgelegde weg met 4 maal versnellen, of een weg van 1cm (heen en terug) in een seconde met 4 keer versnellen. Hoe dan ook stelt die 1 cm/s m.i. niet veel voor. Zware aardbevingen kunnen meerdere G's aan oppervlakteversnelling opleveren.

 

Overigens lees ik hier van dezelfde Rubtsov:

Microbarographs in Russia and in Britain have recorded  infrasonic waves of the explosion at Tunguska.

Onzin? Of bestonden zulke gevoelige instrumenten toen toch al?

Inmiddels een stukje gelezen over de detectie van de explosie van de meteoriet boven Chelyabinsk vorig jaar. Zie hier.

There is a large increase in the noise shortly after entry, but this is too soon.  Could it be seismic energy or arrival of a faster shock path? Maybe, that's a point for some discussion and revision later. The big thing to notice is the noise increase at about 7-8 hours after the entry.  It's still early in the morning, so it is doubtful that this is people coming into work.

 

De bijbehorende infrasound grafiek:

Chelyabinsk microbar waves 1711 keer bekeken

Vraag is of de hele grafiek niets van het event laat zien, maar alleen ruis. En zo nee, dan is de vraag of dat het eerste event stom toeval is, of dat een seismische trilling inderdaad in staat is geweest een veel vroegere infrasound golf in de atmosfeer op te wekken.

Als dit laatste waar zou zijn, de explosie bij Tunguska was ongeveer 25 keer zo krachtig als die bij Chelyabinsk (klik).

 

Ik twijfel toch weer.

[Jan van de Velde]

bestonden zulke gevoelige instrumenten toen toch al?

 
 
http://novalynx.com/products/barometric-pressure/230-7010-a-microbarograph/
 

230-7010-333x279 1711 keer bekeken

 
ziet er niet zo geweldig hi-tech uit. Weliswaar slechts plus of min 250 µbar gevoelig, maar goeie precisie-instrumentmakers zijn er altijd geweest, toen mogelijk nog wel meer dan nu, dus voor wat meer centjes is er vast wel iets gevoeligers te maken. 
Ik zie zo'n ding honderd jaar geleden wel bestaan eigenlijk. Ik denk dat ik e.e.a. uit vorige posts toch moet gaan inslikken als we nog wat doorzoeken.

[Michel Uphoff]

Ik heb een Sprung-Fuess barograaf gevonden die in Zagreb het Tunguska event op 5000 km heeft vastgelegd, klik
 

barograph 1711 keer bekeken

 
1 cm op de rol = 1 mm Hg.
Als we aannemen dat 0,1 mm de kleinst leesbare uitslag op het papier was, dan zou de resolutie 0,01 mm Hg, oftewel 13 µbar zijn.
Dat lijkt mij wat weinig om een eventuele koppeling van seismische golven aan de atmosfeer te kunnen meten.

[jkien]

 

As for the periods during which the Tunguska barograms were recorded, in Kirensk at a distance of 490 km from the epicenter it was some 3 min (9,800 km/h); in Pavlovsk (3,740 km) 20 min (11,220 km/h); and in London (5,740 km) 35 min (9,850 km/h).

De voortplantingssnelheid van deze golven kan dus zeer veel hoger dan de geluidssnelheid liggen.
 

Ter verheldering: Rubtsov bedoelde met periode het tijdsverschil tussen begin en eind van de geregistreerde golftrein, niet het tijdstip van aankomst. In Kirensk duurde de golftrein 3 minuten, in Londen 35 minuten. Rubtsov wilde daarmee aantonen dat de golftrein bij het epicentrum heel kort was en dat de explosie sterk geconcentreerd was. De periode zegt niets over de voortplantingssnelheid van de luchtdrukgolf (die ongeveer 320 m/s bedroeg). De doorgestreepte getallen horen niet thuis in het citaat.(1)

[Michel Uphoff]

Inderdaad.

Ik heb mij lelijk verkeken door de kennelijk door een ander ingevoegde snelheden. Er staat duidelijk 'periods during', maar daar heb ik overheen gelezen.

Dit schept een hoop helderheid, bedankt!