We investigate ionospheric disturbances using the total electron content (TEC) data obtained from the radio signals emitted from three satellites after the foreshock of the 2011 Tohoku Earthquake on March 9, 2011. Co-seismic ionospheric disturbances (CIDs) appeared to extend from an onset point concentrically in all of the satellite data. We have found, however, that the geographic coordinates of the onset points did not coincide if the observed CIDs were assumed to occur at one altitude. Admitting that the altitudes of the onset points are different, we searched for coinciding geographic coordinates of the onset points by changing the altitudes and identified the altitude of the three onset points to be 107.8, 131.8, and 133.3 km and the onset time at these altitudes. As a result, the vertical velocity of an acoustic-gravity wave is estimated to be 448 m/s from the travel time between the altitudes of 107.8 and 131.8 km and 370 m/s between the altitude of 107.8 and 133.3 km. This is comparable to the speed of sound calculated using the empirical model NRLMSISE-00. The present study provides a method of determining the altitude and geographic coordinates of the onset point from the ionospheric TEC analysis independently of the seismic data. Furthermore, the source location of the acoustic-gravity wave is simultaneously determined because its wavefront propagating vertically arrives earliest at an altitude that TEC disturbance is detectable.

中文翻译：

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2011 年 3 月 9 日 2011 年东北地震前震后由 GNSS TEC 的多重分布确定的同震电离层扰动的发生高度

我们使用从 2011 年 3 月 9 日东北地震前震后从三颗卫星发射的无线电信号中获得的总电子含量 (TEC) 数据来调查电离层扰动。在所有卫星数据中同心点。然而，我们发现，如果假设观察到的 CID 发生在一个高度，则起始点的地理坐标不会重合。承认发病点的海拔高度不同，我们通过改变海拔来寻找发病点的重合地理坐标，确定三个发病点的海拔高度分别为107.8、131.8和133.3公里，并确定了这些海拔的发病时间. 因此，从海拔 107.8 到 131.8 公里之间的传播时间估计声重力波的垂直速度为 448 m/s，在海拔 107.8 和 133.3 公里之间估计为 370 m/s。这与使用经验模型 NRLMSISE-00 计算的声速相当。本研究提供了一种独立于地震数据从电离层 TEC 分析确定起始点的高度和地理坐标的方法。此外，声重力波的源位置是同时确定的，因为其垂直传播的波前最早到达可检测到 TEC 扰动的高度。这与使用经验模型 NRLMSISE-00 计算的声速相当。本研究提供了一种独立于地震数据从电离层 TEC 分析确定起始点的高度和地理坐标的方法。此外，声重力波的源位置是同时确定的，因为其垂直传播的波前最早到达可检测到 TEC 扰动的高度。这与使用经验模型 NRLMSISE-00 计算的声速相当。本研究提供了一种独立于地震数据从电离层 TEC 分析确定起始点的高度和地理坐标的方法。此外，声重力波的源位置是同时确定的，因为其垂直传播的波前最早到达可检测到 TEC 扰动的高度。