包租婆的狮吼功成为现实?——次声波的秘密( 三 )



包租婆的狮吼功成为现实?——次声波的秘密
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2004年苏门答腊9级地震引起的海啸波及了印度洋大部沿岸 。北京工业大学地震研究所临震前检出次声波异常信号(虚线框内) , 波动异常持续近350s , 频率集中为次声频段图 | 参考资料[8]
不过 , 只有当地震释放的能量极大且能量具有超大辐射面积 , 才足以产生异常信号特征的次声波 , 加之地质结构及形成机制等因素 , 历次地震事件均存在个体差异 , 次声波还不足以成为一种精准的常规预测手段 , 但次声波监测无疑对地震分析具有实际意义 , 特别在大型地震中 , 是避免余震带来二次伤害的有力措施 。
次声波对地震勘探的贡献远不止上述途径 , 例如美国地球物理学会(AGU)的研究显示 , 地震产生的次声波可在大气电离层造成总电子量扰动 , 模型与地震事件有较好的拟合度 , 揭示了二者间的对应关系 。
次声波与火山爆发 。一般而言 , 火山爆发越剧烈 , 震前异常次声波的幅值越大 。通过对地震波(次声波)和地震时长的监测 , 可在一定程度上判断出火山内部的结构 , 并预测火山爆发的时间 。2010年依靠次声波传感器阵列 , 成功预测了意大利埃特纳火山的57次爆发 。新加坡南洋理工大学也将次声波阵列组网 , 用于监测东南亚范围内火山的异常活动 。

包租婆的狮吼功成为现实?——次声波的秘密
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针对印尼Sangeang Api火山(红色三角形)的次声波监测 。多个监测站(绿色正方形)检出该火山喷发事件方位角误差±10°内的火山次声波信号以红线标示图 | 参考资料[10]
不仅在防震减灾上具有无可替代的作用 , 次声波技术在科研工业中的身影也频繁出现 , 大到岩石圈、海洋圈乃至大气圈的勘探分析 , 小到油气管道、桥隧工程的探测定位 , 生产中还可常见用于锅炉清洗的次声除灰 , 以及钢铁线材的次声冷却 , 而且这些方法普遍具有能耗低、无污染的优点 。
次声波还有许许多多的应用领域 , 一言以蔽之 , 归功于较长的波长、不易衰减的特性 , 使其展现出了独门神通 。随着技术不断的融合演进 , 或许我们不一定能见到震慑人心的次声波武器 , 但次声波在工程科学领域发挥的作用 , 无疑将愈发广阔 。
参考文献:
[1]关定华. 神秘的声音世界. 山东教育出版社,2001.
[2]汶川地震十周年纪念——捕捉地震中的次声波. 中科院声学所. 2018.05.12.[3]Dina Temple-Raston. Elephants Under Attack Have An Unlikely Ally: Artificial Intelligence. Cornell University. SPECIAL SERIES. I'll Be Seeing You. National Public Radio. OCT.2019.
[4]庄志强,裴兆辉,陈景藻. 次声生物学效应的相关机制. 疾病控制杂志. 2005.08.
[5]林琳,杨亦春. 大气中一种低频次声波观测研究. 声学学报. 2010.03.
[6]赵玉洁. 声测定位技术的现状和发展趋势. 电子部十四所情报信息中心. 声学与电子工程. 1993,(04).
[7]罗勇,高勇. 声学效应用于大口径火炮的声测对抗. 火力与指挥控制. 2008,(02).
[8]郑菲,林春,陈维升. 地震次声波研究——以苏门答腊俯冲带上的大地震为例. 科技导报. 2015,33(08).
[9]P. A. Inchin, J. B. Snively, Y. Kaneko, M. D. Zettergren, A. Komjathy. Inferring the Evolution of a Large Earthquake From Its Acoustic Impacts on the Ionosphere. AGU Advance. Vol.2. June 2021.
[10]Anna Perttua. Benoit Taisneab. Silvio De Angelisc. Jelle D.Assinkd. DorianneTailpieda. Ross AdrianWilliamse. Estimates of plume height from infrasound for regional volcano monitoring. Journal of Volcanology and Geothermal Research. Volume 402, 15. Sep. 2020, 106997.