超低周波
超低周波
周波数範囲
0.3～3kHz
波長範囲
1,000～100 km
1920年にアンブローズ・チャンネル・パイロットケーブルの500Hz信号を聴く

極低周波（ULF）は、ITU（国際電気通信連合）による電磁波の周波数帯域[ 1 ] [ 2 ]で、300ヘルツから3キロヘルツの範囲を指し、波長は1,000kmから100kmに相当します。磁気圏科学や地震学では、1mHzから100Hz、[ 3 ] 1mHzから1Hz、[ 4 ] 10mHzから10Hzなど、異なる定義が用いられることが一般的です。[ 5 ]

ULF周波数帯の多くの種類の波は、磁気圏および地上で観測されます。これらの波は、地球近傍のプラズマ環境における重要な物理過程を表しています。ULF波の速度は、周囲の磁場とプラズマの質量密度に依存する アルヴェン速度と関連付けられることがよくあります。

この帯域は地中を貫通できるため、鉱山内での通信に使用されます。 [ 6 ]

地震

一部の観測所は、地震に先立ってULF活動の急増が見られることがあると報告しています。この現象の顕著な例は、 1989年にカリフォルニア州で発生したロマ・プリエタ地震の前に、近隣のセンサーアレイのデータに基づいて発生したと考えられていました。[ 7 ]しかし、その後の研究では、1989年のこの地震はセンサーの故障に過ぎなかったと主張されています。他の場所のセンサーでは、地震の震源地付近で報告されたULF活動の急増を検知できなかったためです。[ 8 ]

2010年12月9日、地球科学者たちは、DEMETER衛星が2010年のマグニチュード7.0Mの地震の1か月前にハイチ上空でULF電波が劇的に増加し、地震の1か月後にULF電波が徐々に弱まるのを観測したと発表した。[ 9 ] [ 10 ] 研究者たちは、この相関関係についてさらに学び、この方法が地震の早期警報システムの一部として使用できるかどうかを調べようとしている。

地球モード通信

伝導場を用いた地面を介した通信は「地球モード」通信として知られ、第一次世界大戦で初めて使用されました。この技術は1920年代から鉱業への応用が検討されていました。[ 11 ] [ 12 ]

ULFは、地上通信の安全確保のために軍隊によって利用されてきた。 1960年代のNATOのAGARD （地上通信システム）関連出版物には、こうしたシステムの詳細が数多く記載されている[ 13 ]。ただし、これらの出版物には、実際には防衛目的で秘密裏に開発されたものに関する情報が一部記載されていない可能性もある。

アマチュア無線家や電子工学愛好家は、土壌に打ち込まれた広い間隔の電極対に接続されたオーディオパワーアンプを用いて、この方式を限定距離通信に利用してきました。受信側では、信号は別の電極対間の微弱な電流として検出されます。PCベースのDSP フィルタリングを用いた極めて狭い帯域幅の微弱信号受信方式を用いることで、10～ 100Wの送信電力と約10～50mの電極間隔で、数キロメートルの範囲で信号を受信することが可能です 。

参照

参考文献

  1. ^米国連邦規格1037B：電気通信、電気通信用語集。米国一般調達局技術標準局。1991年6月3日。S-18頁。
  2. ^ Final Acts WRC-15 (PDF) . World Radiocommunication Conference. Geneva, Switzerland: International Telecommunications Union. 2015. p. 4 . 2025年1月12日閲覧。
  3. ^ VAピリペンコ、「地上および宇宙におけるULF波」、 Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics、第52巻、第12号、1990年12月、pp.1193–1209、 ISSN 0021-9169、 doi： 10.1016/0021-9169(90)90087-4。 
  4. ^ T. BösingerとSL Shalimov、「雷放電のULFシグネチャについて」、 Space Science Reviews、第137巻、第1号、pp.521–532、2008年6月、 doi： 10.1007/s11214-008-9333-4。
  5. ^ O. Molchanov、A. Schekotov、E. Fedorov、G. Belyaev、E. Gordeev、「カムチャッカでの観測による地震前のULF電磁気効果」、自然災害と地球システム科学、第3巻、pp. 203–209、2003年
  6. ^ HFおよび低周波放射 - 概要アーカイブ2005-11-09 at the Wayback Machine
  7. ^ Fraser-Smith, Antony C.; Bernardi, A.; McGill, PR; Ladd, ME; Helliwell, RA; Villard, Jr., OG (1990年8月). 「 Ms 7.1 ロマ・プリエタ地震の震源地付近における低周波磁場測定」 (PDF) . Geophysical Research Letters . 17 (9): 1465– 1468. Bibcode : 1990GeoRL..17.1465F . doi : 10.1029/GL017i009p01465 . ISSN 0094-8276 . OCLC 1795290. 2010年12月18日閲覧.  
  8. ^ Thomas, JN; Love, JJ; Johnston, MJS (2009年4月). 「1989年ロマ・プリエタ地震の磁気的前兆現象について」.地球惑星内部物理学. 173 ( 3–4 ): 207– 215. Bibcode : 2009PEPI..173..207T . doi : 10.1016/j.pepi.2008.11.014 .
  9. ^ Athanasiou, MA, Anagnostopoulos, GC, Iliopoulos, AC, Pavlos, GP, and David, CN: Enhanced ULF radiation observed by DEMETER two months around the strong 2010 Haiti Earthquake, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 11, 1091–1098, https://doi.org/10.5194/nhess-11-1091-2011 , 2011.
  10. ^ KentuckyFC (2010年12月9日). 「1月の地震前に宇宙船がハイチ上空でULF電波を観測」マサチューセッツ州ケンブリッジ： MITテクノロジーレビュー. 2010年12月18日閲覧。
  11. ^ CL Colburn、CM Bouton、HB Freaman、RI 2407「地下における無線信号伝送実験」国立労働安全衛生研究所（NIOSH）、1922年。
  12. ^ Coggeshall, EJ, EW Felegy, LH Harrison. 鉱山緊急通信に関する研究. BuMines RI 4135, 1948, 44 pp.
  13. ^ CKH TsaoとJT deBettencourt、「地下無線伝搬実験」、Radio Science、第3巻、第11号、pp. 1039-1044、1968年11月、doi: 10.1002/rds19683111039

外部記事

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