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The January 2007 windstorm and its impact on microseisms observed in the Czech Republic

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Abstract:

The paper is intended as an analysis of microseismic vibrations before and during the windstorm named "Kyrill", which occurred in mid-January 2007. Microseisms were observed at the Ostrava-Krásné Pole (OKC) seismic station, where broadband seismographs were installed. Two maxima in the graph of displacement amplitudes, around 2 m, were documented during six days (January 16 through 21, 2007) of observation, whose predominant periods did not exceeded T = 4–8 s. The first maximum of the displacement amplitudes, detected on January 17 around midday, represented the manifestation of the microseismic storm induced by the barometric depression over the northern part of the Atlantic Ocean. The second, which appeared during the night of January 18–19, 2007, coincided with the progress of the windstorm across the territory of Northern Moravia and Silesia (Czech Republic). Since microseisms are generally considered to be Love and Rayleigh surface waves, their propagation velocity from the source through the superficial layers of the Earth′s crust to the inland of the European continent is multiply higher than the rate at which ocean waves and/or the windstorm spreads in the atmosphere. Therefore, the maximum of the displacement amplitudes corresponding to the microseismic storm preceded the second maximum caused by the windstorm "Kyrill". In conjuction with the study of microseisms also some meteorological data are taken into account when the results of both observatory research programs were interpreted. The comparison of the wind speed graph with the graph of amplitudes of microseisms proves that the maximum wind speed of about 20 m/s corresponded to the second maximum of the displacement amplitudes.

German
Der Beitrag befasst sich mit der Analyse der mikroseismischen Bodenunruhe vor und nach dem Orkan "Kyrill" Mitte Januar 2007. Beobachtet wurden die Mikroseismen an der mit Breitbandseismographen ausgestatteten tschechischen seismischen Station Ostrava-Krásné Pole. Während der sechstägigen Beobachtungen (16.–21. Januar) wurden auf den Aufzeichnungen der Bodenverschiebung zwei Maxima mit den Amplitudenwerten 2 μm bzw. 1,5 μm festgestellt, deren Perioden nicht T = 4–8 s überstiegen. Das erste, am 17. Januar gegen Mittag ermittelte Amplitudenmaximum der Bodenverschiebung, war eine Begleiterscheinung des infolge eines Tiefdruckgebiets über dem nördlichen Teil des Atlantischen Ozeans entstandenen mikroseismischen Sturmes. Das zweite Maximum erfolgte erst im Verlauf der Nacht vom 18. zum 19. Januar und korrelierte mit dem Durchzug des Orkans über das Gebiet von Nordmähren und Schlesien (Tschechische Republik). Da Mikroseismen ihrem Charakter gemäß allgemein für Love- und Rayleigh-Oberflächenwellen gehalten werden, ist ihre Ausbreitungsgeschwindigkeit durch die obersten Schichten der Erdkruste vom Entstehungspunkt ins Inland des europäischen Kontinents hinein um ein Mehrfaches höher als die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ozeanwellen und des Orkans in der Atmosphäre. Zeitlich erscheinen deshalb die dem mikroseismischen Sturm entsprechenden Amplitudenmaxima der Bodenveschiebung als Vorläufer der durch den Orkan "Kyrill" verursachten Mikroseismen. Im Zusammenhang mit dem Studium der Mikroseismen werden bei der komplexen Interpretation beider Observatoriums-Forschungsprogramme auch einige meteorologischen Daten in Betracht gezogen. Anhand eines Vergleiches von Windgeschwindigkeits- und Bodenunruhe-Diagrammen wird nachgewiesen, dass das Maximum der Windgeschwindigkeit von rund 20 m/s dem zweiten Amplitudenmaximum der während der Nacht vom 18. zum 19. Januar beobachteten Bodenunruhe entsprach.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2008/0264

Publication date: February 1, 2008

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