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全球首個“超級觀測站”在樂山建成丨直擊“超級觀測站”①
2021年08月24日 09:21 來源:四川在線 編輯:曹惠君
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  代玉巍 汪菲 四川在線記者 曾小清

  ●在樂山的觀測站,可實時監(jiān)測從地下5米至350公里高空的垂直范圍近20個物理量的變化數(shù)據(jù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)將實時傳回武漢,集成尋找新的震前規(guī)律。這種跨學(xué)科集成研究在全球尚屬首次,它將為地球科學(xué)研究提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

  ● 樂山西臨青藏高原,南望云貴高原,北接龍門山斷裂帶,此處建站,觀測站與各高原之間“垂向”距離達3000多米,更有利于“垂向”監(jiān)測。

  ● 該系統(tǒng)由中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)主導(dǎo),包括樂山師范學(xué)院在內(nèi)的全國10多家高校和相關(guān)科研單位參與。

  地震往往難以準(zhǔn)確預(yù)測并提前預(yù)知,自1800年前張衡發(fā)明了地動儀觀察地震以來,人們一直在探索和挖掘較為精準(zhǔn)的方式來預(yù)測地震。

  據(jù)《長江日報》報道,由中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)領(lǐng)銜的地震預(yù)測系統(tǒng)已有初步研究成果,并成功預(yù)警了青海瑪多7.4級地震和云南漾濞6.4級地震等事件。該系統(tǒng)近日已在樂山市郊建成并試運行。

MVP-LAI系統(tǒng)基地圖。受訪者供圖

  該系統(tǒng)有一個拗口的名字:“跨圈層擾動監(jiān)測(MVP-LAI; Monitoring of Vibrations and Perturbations in Lithosphere, Atmosphere and Ionosphere)系統(tǒng)”,目前已受到世界同行關(guān)注,日本地球物理學(xué)權(quán)威稱之為地震“超級觀測站”(以下簡稱“觀測站”)。

  主導(dǎo)這個系統(tǒng)建設(shè)運行的是中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)的陳界宏教授及其團隊。8月23日下午,前往樂山的陳界宏在接受四川在線記者采訪時表示, 觀測站是全球首個地球科學(xué)跨學(xué)科集成研究系統(tǒng),可預(yù)警地震、雷雨、暴風(fēng)等惡性空間天氣事件。他說,該系統(tǒng)的成功建成將在今后數(shù)十年內(nèi),為地球科學(xué)的研究提供有力的數(shù)據(jù)支撐。

  【直擊】

  8月23日,記者跟隨陳界宏教授一行走進樂山市市中區(qū)青平鎮(zhèn)青和村。在掩映的青山之間,占地225平方米的“跨圈層擾動監(jiān)測系統(tǒng)”基地由綠色鐵柵欄圍起來,小型的轉(zhuǎn)動攝像頭靈活的捕捉著現(xiàn)場錄像。走進檢測基地,方正的基地中心白色鐵柵欄保護著一臺“邊界層風(fēng)廓線雷達系統(tǒng)監(jiān)測儀”。

MVP-LAI系統(tǒng)正面照。受訪者供圖

  陳界宏的學(xué)生、中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)博士生毛志強介紹,該“邊界層風(fēng)廓線雷達系統(tǒng)”可以實時的監(jiān)測其垂直向上100米至4000米的大氣風(fēng)場,這是目前觀測大氣層物理量變化的重要設(shè)備。

  在基地四周分別設(shè)置了4個圓柱體炮筒狀的聲吶探測系統(tǒng)設(shè)備,主要針對1000米范圍內(nèi)的溫度進行實時檢測。

  毛志強說,通過觀測站監(jiān)測的數(shù)據(jù),可及時預(yù)警地震、雷雨、暴風(fēng)等惡性空間天氣事件,監(jiān)測的參照物包括天空云層變化,地下水氣壓、溫度和變化,以及高空電離層電子濃度等。

  基地共有3個棕色木屋。左手的1號木屋,存放著地震儀和全天空照相機。每一小時,照相機會實時拍攝一張?zhí)炜照掌髦辆W(wǎng)端。 毛志強說,科學(xué)家通過觀測天空的云層變化,來發(fā)現(xiàn)異動;木屋正后方角分別擺放了3口井。井內(nèi)分別存放著氣壓計和溫度計,可探測地震前地下水和氣壓、溫度的變化。周圍,放置了雨量計和地下水位計,“如果天空沒有觀測到下雨,而水位計又發(fā)生了變化,則屬于異常變化”。

  木屋外,有一個兩米多高的獨立支架,放置了一臺科研專用GPS。“它可以測量35萬米高空的電離層的電子濃度,”毛志強說,高空的電離層就是分離的,地震之前可能會有波動,傳達到天上去它就會擾動電離層,一旦GPS垂直上空的電離層濃度發(fā)生變化,也表示電離層有異動。

  2019年,武漢方面便開始與樂山對接。陳界宏表示,在地理位置上來看,樂山處于四川的腹心位置,且西鄰青藏高原,南望云貴高原,北接龍門山斷裂帶,該觀測站與各高原之間“垂向”距離達3000多米,此處建站更利于“垂向”監(jiān)測和地震與地質(zhì)災(zāi)害等物理量的變化數(shù)據(jù)。

  觀測站2020年3月動工修建。樂山師范學(xué)院省高校重點實驗室主任、電材學(xué)院院長助理青海銀是選址的主要負(fù)責(zé)人。他介紹:“要找到一個相對合適的場地來建,很難。既要電磁環(huán)境沒有干擾,也要少人為活動的干擾,太偏遠的地方要考慮無人值守和后期維護問題,距離城市太近各種干擾太強無法得到準(zhǔn)確的監(jiān)測數(shù)據(jù)!

  目前觀測站的MVP-LAI系統(tǒng)包含14種觀測設(shè)備,其中12種位于青和村的基地內(nèi),另外兩種由于發(fā)射的信號容易造成干擾波,則放置于樂山市師范學(xué)院校區(qū),即“流星雷達”、“電離層相干散射雷達”。兩個雷達都屬于主動發(fā)射信號的雷達監(jiān)測系統(tǒng),通過反射波進行相關(guān)領(lǐng)域研究。其中流星雷達主要針對7.5萬米高空到10.5萬米高空進行風(fēng)場和溫度監(jiān)測;電離層相干散射雷達則主要針對20萬米高空-35萬米高空進行風(fēng)場和溫度監(jiān)測。

  “今年5月,基地設(shè)備全部調(diào)試完畢后便投入試運行,數(shù)據(jù)目前已用于相關(guān)領(lǐng)域的分析和研究!鼻嗪cy解釋,“系統(tǒng)可以觀測到地球物理變化,預(yù)測地震只是其中之一,同一個觀測點,從地下5米至350公里高空的垂直范圍內(nèi),相關(guān)地振動、地形變、地磁場、地下水、氣壓、大氣風(fēng)場、大氣電場等近20個物理量的變化數(shù)據(jù),都能被有效監(jiān)測到。”


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