Jak GPS może śledzić trzęsienia ziemi i powodzie?

Zwykle myślimy o GPS jako o sposobie, aby dowiedzieć się, gdzie jesteśmy i jak dotrzeć do celu. Jednak w ciągu ostatnich kilku lat naukowcy odkryli, że GPS w połączeniu z czujnikami, takimi jak akcelerometry i barometry, może być ważnym narzędziem do oceny i prawdopodobnie przewidywania trzęsień ziemi i powodzi.

Lokalizacja stacji: Jednostki GPS, takie jak ta, zostały wyposażone w dodatkowe czujniki, aby przekształcić je w system ostrzegania o zagrożeniach naturalnych.

Na jesienne spotkanie Amerykańskiej Unii Geofizycznej w grudniu naukowcy z Scripps Instytut Oceanografii (SIO) w San Diego, NASA Laboratorium Napędów Odrzutowych (JPL) w Pasadenie, a Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna (NOAA) opisali sposób, w jaki to robią, korzystając z istniejącej sieci setek stacji GPS rozsianych po całej południowej Kalifornii. Do kilku z tych stacji, pierwotnie zainstalowanych w celu pomiaru ruchu tektonicznego na granicy między płytą pacyficzną a płytą północnoamerykańską, naukowcy dodali inne czujniki meteorologiczne i sejsmiczne, które umożliwiają monitorowanie niebezpiecznych zdarzeń w czasie rzeczywistym, a czasem nawet przewidywanie. je, zanim się wydarzą. Prototypowy system został przetestowany w lipcu tego roku.

W ostatnich latach infrastruktura komunikacyjna między tymi stacjami bazowymi [GPS] była stopniowo aktualizowana, dzięki czemu mamy możliwość realizacji większej liczby takich projektów w czasie rzeczywistym, mówi Angelyn Moore, naukowiec z JPL.

Meteorologiczna strona projektu opiera się na fakcie, że naziemne stacje GPS często komunikują się z satelitami znajdującymi się na orbicie. Czas potrzebny na dotarcie sygnału z satelity do ziemi można wykorzystać do obliczenia poziomu wilgoci w troposferze. Te dane dotyczące wilgotności w połączeniu z danymi z barometrów i termometrów mogą poprawić dokładność prognoz dotyczących opadów deszczu i gwałtownych powodzi.

Używanie GPS jako narzędzia do pomiaru systemów burzowych nie jest niczym nowym; NOAA zainstalowała już około 300 naziemnych stacji pogodowych wyposażonych w GPS w całym kraju, mówi Moore. Ale tak rzadka sieć nie pozwala na lokalne, na czas ostrzeżenia o powodziach błyskawicznych. Dodaje, że w południowej Kalifornii, gdzie burze były śledzone przez rzadko wypuszczane balony pogodowe, gęstość nowej sieci czujników umożliwia śledzenie ruchu systemów burzowych z niespotykaną dotąd szczegółowością.

Jeśli chodzi o sejsmologiczną stronę projektu, naukowcy dodali do stacji bazowych akcelerometry, coraz popularniejszy sposób rejestrowania ruchu trzęsień ziemi. Podczas gdy czujniki GPS rejestrują duże zmiany położenia podłoża, akcelerometry wychwytują niewielkie ruchy. Łącząc te dwa sygnały razem, otrzymujesz pełniejszy obraz tego, czym był ruch naziemny, mówi Doug podał , kierownik programu wczesnego ostrzegania przed trzęsieniami ziemi w Towarzystwie Geologicznym Stanów Zjednoczonych, który nie był zaangażowany w ten projekt.

Yehuda Bock , geodeta badawczy i kierownik projektu w SIO, wyjaśnia, że ​​połączenie danych GPS i akcelerometru jest szczególnie dobrze przystosowane do szybkiego szacowania magnitudo i innych cech trzęsień ziemi o magnitudo między 7 a 9, które są trudne do szybkiego rozróżnienia wyłącznie przy użyciu tradycyjnych metod sejsmicznych. Ponadto, mówi Bock, akcelerometry wychwytują fale pierwotne lub fale P, które można wykorzystać do przewidywania nadejścia fal wtórnych lub fal S, które oznaczają początek szkodliwego, gwałtownego wstrząsu podczas trzęsienia ziemi. Informacje te można by włączyć do systemu wczesnego ostrzegania.

Nawet kilka sekund wyprzedzenia, zanim trzęsienie ziemi może zapewnić wystarczająco dużo czasu, aby wyłączyć windy w budynkach lub powstrzymać chirurgów przed dokonaniem śmiertelnego cięcia, chociaż Given of USGS zauważa, że ​​systemy ostrzegania o trzęsieniach ziemi są nadal otwartym obszarem badań. Given mówi, że jego zespół, pracujący z setkami sejsmometrów w całej Kalifornii, jest obecnie w trakcie określania właściwych lokalizacji stacji i algorytmów, aby scharakteryzować trzęsienia ziemi i szybko uzyskać informacje.

Jak dotąd, mówi Bock, 17 stacji w południowej Kalifornii zostało wyposażonych w czujniki sejsmologiczne i meteorologiczne, ale ma nadzieję, że w nadchodzących miesiącach pojawi się więcej stacji wzdłuż zachodniego wybrzeża.

ukryć