Magneto-telluric impedance: fundamental models and possibilities of their generalization

Authors

  • V.N. Shuman S.I. Subbotin Institute of Geophysics, National Academy of Sciences of Ukraine, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i3.2010.117527

Abstract

A problem of impedance description of magnetic field on the surface of heterogenic Earth is discussed in the article. The concepts of impedance tensor, Vise - Parkinson tensor, generalized impedance tensor, Leontovich's impedance approximation and its generalization are analyzed. It is noticed that these models are of particular character and are real only in cases of special forms of giving primary field and do not always correspond to conditions of conducting real magnetotelluric experiment. Generalized system of vector identities of impedance type is given for harmonic electromagnetic field on the closed interfaces and generated on their base generalized accurate differential equation of impedances and the system of scalar equations which determine this surface. It is noticed that in case of necessity of using their incomplete, truncated forms these models in contrast to classical ones, have interior criteria of their application and do not demand for their substantiation any additional empirical or heuristic considerations.

References

Альшиц В. И., Любимов В. Н. К юбилею плодотворной идеи (ответ на письмо Гульельми А.В. в редакцию УФН) // Успехи физ. наук. - 2010. - 190, № 1. - С. 106.

Альшиц В. И., Любимов В. Н. Обобщение приближения Леонтовича для электромагнитных полей на границе диэлектрик-металл // Успехи физ. наук. - 2009. - 179, № 8. - С. 865-871.

Анисимов С. В., Мареев Е. А. Геофизические исследования глобальной электрической цепи // Физика Земли. - 2008. - № 10. - С. 8-18.

Бердичевский М. Н., Дмитриев В. И. Обратные задачи магнитотеллурики в современной постановке // Физика Земли. - 2004. - № 4. - С. 12-29.

Варенцов И. М., Соколова Е. Ю. и Рабочая группа проекта BEAR. Диагностика и подавление авроральных искажений передаточных операторов электромагнитного поля в эксперименте BEAR // Физика Земли. - 2003. - № 4. - С. 21-48.

Гульельми А. В. Гидромагнитная диагностика и геоэлектрическая разведка // Успехи физ. наук.- 1989. - 158, вып. 4. - С. 605-638.

Гульельми А. В. К 70-летию формулировки граничного условия Леонтовича (отклик на статью Альшица В. И. и Любимова В. Н. «Обобщение приближения Леонтовича для электромагнитных полей на гарнице диэлектрик-металл») // Успехи физ. наук. - 2010. - 190, № 1. -С. 105- 106.

Гульельми А. В. О граничном условии Леонтовича в геоэлектромагнетизме // Физика Земли. - 2009. - №9. - С. 12-15.

Гульельми А. В. О фиктивной нелинейности поверхностного импеданса земной коры // Письма в ЖЭТФ. - 2009. - 89, вып. 7. - С. 439-442.

Дмитриев В. И., Бердичевский М. Н. Обобщенная модель импеданса // Физика Земли. - 2002, № 10. - С. 106-112.

Жданов М. С. Аналоги интеграла типа Коши в теории геофизических полей. - Москва: Наука, 1984. - 326 с.

Красный Л. И., Блюман Б. А. Геоблоковая делимость и неоднородности литосферы Земли // Отечественная геология. - 1998, № 1. - С. 17-25.

Леонтович М. А. О приближенных граничных условиях для электромагнитного поля на поверхности хорошо проводящих тел // Исследования по распространению радиоволн - Москва; Ленинград: Изд.-во АН СССР, 1948. - С. 5-12.

Мальцев А. И. Основы линейной алгебры. - Москва: Наука, 1975. - 400 с.

Моффат Г. Возбуждение магнитного поля в проводящей среде. - Москва: Мир, 1980. - 340 с.

Раутиан С. Г. Об отражении и преломлении на границе среды с отрицательноИ групповоИ скоростью // Успехи физ. наук. - 2008. - 178, № 10.- С. 1017-1024.

Рытов С. М. Расчет скин-эффекта методом возмущениИ // Журнал эксперимент. и теор. физики. - 1940. - 10, вып. 2. - С. 180-189.

Садовский М.А. Избранные труды. Геофизика и физика взрыва. - Москва: Наука, 2004. - 440 с.

Семенов В. Ю., Возар Я., Шуман В. Н. О новом подходе к градиентному магнитовариационному зондированию // Физика Земли. - 2007. - № 7.- С. 67-71.

Шуман В. Н. Глобальный магнитовариационный эксперимент: физические концепции и математические модели // Геофиз. журн. - 2009. - 31, № 1. - С. 3-15.

Шуман В. Н. Мнимые поверхностные векторы в многомерных обратных задачах геоэлектрики // Физика Земли. - 2007б. - №3. - С. 19-24.

Шуман В. Н. Прикладная геоэлектродинамика и магнитотеллурический эксперимент // Геофиз. журн. - 2007а. - 29, №1. - С. 22-44.

Шуман В. Н. Система локальных векторных тождеств импедансного типа для гармонического электро­магнитного поля на замкнутой регулярной границе раздела и задачи геоэлектрики // Геофиз. журн. - 2008. - 30, № 3. - С. 3-13.

Aboul-Atta O. A., Boemei W. M. Vectorial Impedance Identity for the Natural Dependence of Harmonic Fields on Closed Boundaries // Canadian J. Phys.- 1975. - 53, № 15. - P. 1404-1407.

Backus G. Poloidal and Toroidal Fields in Geomagnetic Field Modelling // Rev. Geophysics. - 1986.- 24, №1. - P. 75-109.

Eisel M., Egbert G. On the stability of magnetotelluric transfer function estimates and the reliability of their variances // Geophys. J. Int. - 2001. - 144.- P. 65-82.

Fukushima N. Generalized theorem for nonground magnetic effect of verb cal currents connected with Pedersen currents in the uniform-conductivity ionosphere // Rept. Jonosph. Space Res. Japan. - 1976. - 30. - P. 35-40.

Harrington R. F. Time harmonic electromagnetic fields. - N.Y.: Mc Graw-Hill, 1961. - 480 p.

Kisabet J. L., Rostokei G. Modelling of the three-dimensional current systems associated with magnetospheric substorms // Geophys. J. R. Astronom. Soc. - 1977. - 49. - P. 655-684.

Kuckes A. F., Nekut A. G., Thompson B. G. A geomagnetic scattering theory for evaluation of earth structure // Geophys. J. R. Astronom. Soc. - 1985. - 83. - P. 319-330.

Senior T. B. A., Volakis J. L. Approximate Boundary Conditions in Electromagnetics (IEEE Electromagnetic Waves Ser., 41). - London: IEEE, 1995. - 353 p.

Published

2010-06-01

How to Cite

Shuman, V. (2010). Magneto-telluric impedance: fundamental models and possibilities of their generalization. Geofizicheskiy Zhurnal, 32(3), 18–28. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v32i3.2010.117527

Issue

Section

Articles

Most read articles by the same author(s)

1 2 > >>