RFID等物联网技术用于预警地震

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据报道,香港天文台于11月19日星期五下午2时42分录得一次强烈地震。经初步分析,震中位于后海湾附近(北纬22.5度,东经113.9度),即香港天文台西北约35公里处,震级为里氏2.8级。

  广东省深圳、东莞及香港特别行政区等地的居民均有强烈震感。

  有深圳福田区的民众指出,感觉整个震感非常"短促有力",好似"冲击波"。但当地民众反应似乎并不激烈,"没有太多人跑到路面上。"而截至记者发稿时,深圳气象局电话始终占线。

  RFID可以预警地震

  身在安防话安防。地震是较为严重的地质灾害,安防产品可再展威力。据报道,英国研究者正在研究使用RFID和传感器来监控地震中的房屋。他们把已建成在希腊的原型称为"自治愈"房屋。这种房屋在墙中专门设计了缝隙空间,并且墙体中加入了可在强压下变为流体的材料。如果受到地震引起的压力,流体回流到缝隙中,不会对固体墙面产生影响。其结果是,房屋依旧存在,但可能会移动位置。如果建筑没有坍塌,通过RFID和传感器收集的数据会用来判别位置偏移量。此外,建筑中的RFID标签和传感器可以共同构建一套警报系统,来预警即将到来的地震。

  随着安防产品的日益完善,相信在不久将来,将会准确预警地震到来,避免地震带来的人员伤亡与损失。

  未来的地震预测会更精确

  尽管地震的发生突如其来,瞬间即逝,但它巨大的力量则是聚集而成的,只是聚集的过程十分缓慢,又发生在地壳之下,很难被人们直接观测到和作出精确的判断,地震的预测也因此变得十分困难。现有的方法很难精确地预测地震,例如美国地质勘探局对旧金山海湾地区的地震预测依据来自地质学资料的统计数据和计算机模型的模拟结果,它们的确立是建立在对该地区地震史的研究之上的,科学家据此得出的结论是,在未来30年内,该地区将发生6.7级以上地震的可能性为 62%.显然,这样的模糊预测很难为实际决策提供有力的依据。

  不过,这样的状态可能会在将来得到改变,而地震卫星技术就是促其改变的重要手段之一。作为一种正在探索之中的地震监测预报技术,地震卫星将在地震监测预报中发挥重要的作用。

  卫星预测地震的方法有好多种,它们显示了预测地震先兆的巨大潜力。使用一种名为数据融合的方法,科学家可将两幅拍摄于不同时间的地质构造带上的卫星雷达图像重合起来。其结果是,他们能发现地壳表面上出现的任何细微变化,这种方法被称为干涉测量合成孔径雷达技术,简称InSAR.这种技术的灵敏度极高,哪怕地表的移动每年只发生了一毫米也能被侦测出来。InSAR使科学家获得了对大地前所未有的观察能力,所以因应力作用而反应在地表上极其细微的变化也很难逃过他们的眼睛了。

  美国将用20年时间布设一个全球卫星网,这个简称GESS的全球地震卫星系统的任务是监测全球地震带上的地表变形情况,从而发现地震前可能出现的地壳变形征兆。

  这个系统包括两颗轨道高度为1000公里的低轨卫星、一些中轨卫星和定点卫星。通过使用InSAR数据,科学家将最终能对某个特定地震带下地壳应力聚集程度作出判断,从而作出一种按月发布的"危险评估".地震学家将来也许能够发出比现在更加精确的预报。

  奇怪的热异常现象

  另一种使用红外辐射的卫星地震预测技术也同样深受科学家们的青睐。20世纪80年代和90年代,我国和俄国的科学家在研究亚洲地震时都注意到了一种奇怪的热异常现象。1998年1月10日,我国河北省张北、尚义县境内发生6.2级地震。在地震发生前,热传感器测出地表的温度出现明显变化,其幅度达到6摄氏度~9摄氏度,这一现象使科学家坚定了使用测温技术预测地震的信心。而使用装配着红外辐射照相机的人造卫星则可以通过侦测红外辐射从太空上监视地表上的热点,其监测范围很广,精确度很高。2001年1月26日,印度西部的古加拉特邦发生地震,由热异常显示的警告在这次地震发生前夕就出现了,科学家在卫星收集的数据中发现了这一异常现象。在这次地震前,该地区温度升高了4摄氏度。

  是什么因素导致了在高压下的岩石散发出热量呢?没有人能作出肯定的答复,而来自岩石间相互摩擦的热量并不会显示这种类型的红外线光谱。科学家将一块花岗岩放在1500吨的压力下以模拟地表几公里之下的环境,高灵敏度的摄像机和监控装置探测到了预计中的红外辐射。与此同时,他们还发现在岩石的表面产生了电压,这使得科学家们相信那些辐射是与电流有关的。

  在一般情况下,岩石是绝缘体,然而当处在巨大的压力之下时,它们有时会变成半导体。岩层承受足够大压力之后会产生电流,变成一个蓄电体,那些电流通过地层传输到很远的地方,这个过程使得岩石产生了红外辐射。这个理论已被一些实验所证实,而有关地震来临前的怪异现象,如天空中的莫名光亮、人体晕眩、动物反常举动、水位变化等或许可以用这个理论来解释。

  地球磁场与地震

  在岩石上的电流也许还能解释另外一种奇异的现象,科学家偶然发现在大地震到来前地球磁场会产生一种细微而缓慢的波动。1989年,美国发生洛马-普雷塔(LomaPrieta)大地震,地震震级为7.1级,约62人死亡,超过3700人受伤,经济损失达60亿美元。在地震发生的前两周,磁力计记录下了低频磁信号一下子猛升到正常水平的20倍,而在地震发生的前一天,这个数值又有了攀升。

  同样,这些低频磁信号是如何发生的,人们也没有一个确切的解释,不过它们可以用来预测地震。科学家相信这种微弱磁信号能被地球上空的低轨卫星探测到。他们决定研制一种使用磁力计在太空中监测低频磁信号的卫星。事实上,地面传感器已经在侦测这种信号了,因为使用卫星具有明显的优势:它可以覆盖更广阔的地区。2003年6月30日,一颗地震预测卫星被送入高度约600公里的环地球轨道。科学家相信,由地表产生的低频磁信号穿过平流层和电离层后足以达到那样的高度。

  科学家承认,不论是使用InSAR技术,借助红外辐射侦测热源,还是探测低频磁信号,使用卫星预测地震还有很艰难的道路等待着人们去跋涉,但随着新技术的逐步发展,这种建立在新兴前沿科技基础之上的地震预测技术一定会有越来越广阔的前景。

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