《電子技術(shù)應(yīng)用》
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RFID等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于預(yù)警地震
摘要: 隨著安防產(chǎn)品的日益完善,,相信在不久將來,,將會準(zhǔn)確預(yù)警地震到來,,避免地震帶來的人員傷亡與損失,。
Abstract:
Key words :

據(jù)報道,香港天文臺于11月19日星期五下午2時42分錄得一次強烈地震,。經(jīng)初步分析,,震中位于后海灣附近(北緯22.5度,東經(jīng)113.9度),,即香港天文臺西北約35公里處,震級為里氏2.8級,。

  廣東省深圳、東莞及香港特別行政區(qū)等地的居民均有強烈震感,。

  有深圳福田區(qū)的民眾指出,,感覺整個震感非常"短促有力",好似"沖擊波"。但當(dāng)?shù)孛癖姺磻?yīng)似乎并不激烈,,"沒有太多人跑到路面上,。"而截至記者發(fā)稿時,深圳氣象局電話始終占線,。

  RFID可以預(yù)警地震

  身在安防話安防。地震是較為嚴重的地質(zhì)災(zāi)害,,安防產(chǎn)品可再展威力,。據(jù)報道,英國研究者正在研究使用RFID和傳感器來監(jiān)控地震中的房屋,。他們把已建成在希臘的原型稱為"自治愈"房屋,。這種房屋在墻中專門設(shè)計了縫隙空間,并且墻體中加入了可在強壓下變?yōu)榱黧w的材料,。如果受到地震引起的壓力,,流體回流到縫隙中,,不會對固體墻面產(chǎn)生影響。其結(jié)果是,,房屋依舊存在,,但可能會移動位置。如果建筑沒有坍塌,,通過RFID和傳感器收集的數(shù)據(jù)會用來判別位置偏移量,。此外,建筑中的RFID標(biāo)簽和傳感器可以共同構(gòu)建一套警報系統(tǒng),,來預(yù)警即將到來的地震,。

  隨著安防產(chǎn)品的日益完善,相信在不久將來,,將會準(zhǔn)確預(yù)警地震到來,,避免地震帶來的人員傷亡與損失。

  未來的地震預(yù)測會更精確

  盡管地震的發(fā)生突如其來,,瞬間即逝,,但它巨大的力量則是聚集而成的,只是聚集的過程十分緩慢,,又發(fā)生在地殼之下,,很難被人們直接觀測到和作出精確的判斷,地震的預(yù)測也因此變得十分困難?,F(xiàn)有的方法很難精確地預(yù)測地震,,例如美國地質(zhì)勘探局對舊金山海灣地區(qū)的地震預(yù)測依據(jù)來自地質(zhì)學(xué)資料的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和計算機模型的模擬結(jié)果,它們的確立是建立在對該地區(qū)地震史的研究之上的,,科學(xué)家據(jù)此得出的結(jié)論是,,在未來30年內(nèi),該地區(qū)將發(fā)生6.7級以上地震的可能性為 62%.顯然,,這樣的模糊預(yù)測很難為實際決策提供有力的依據(jù),。

  不過,這樣的狀態(tài)可能會在將來得到改變,,而地震衛(wèi)星技術(shù)就是促其改變的重要手段之一,。作為一種正在探索之中的地震監(jiān)測預(yù)報技術(shù),地震衛(wèi)星將在地震監(jiān)測預(yù)報中發(fā)揮重要的作用,。

  衛(wèi)星預(yù)測地震的方法有好多種,,它們顯示了預(yù)測地震先兆的巨大潛力。使用一種名為數(shù)據(jù)融合的方法,,科學(xué)家可將兩幅拍攝于不同時間的地質(zhì)構(gòu)造帶上的衛(wèi)星雷達圖像重合起來,。其結(jié)果是,他們能發(fā)現(xiàn)地殼表面上出現(xiàn)的任何細微變化,,這種方法被稱為干涉測量合成孔徑雷達技術(shù),,簡稱InSAR.這種技術(shù)的靈敏度極高,,哪怕地表的移動每年只發(fā)生了一毫米也能被偵測出來。InSAR使科學(xué)家獲得了對大地前所未有的觀察能力,,所以因應(yīng)力作用而反應(yīng)在地表上極其細微的變化也很難逃過他們的眼睛了,。

  美國將用20年時間布設(shè)一個全球衛(wèi)星網(wǎng),這個簡稱GESS的全球地震衛(wèi)星系統(tǒng)的任務(wù)是監(jiān)測全球地震帶上的地表變形情況,,從而發(fā)現(xiàn)地震前可能出現(xiàn)的地殼變形征兆,。

  這個系統(tǒng)包括兩顆軌道高度為1000公里的低軌衛(wèi)星、一些中軌衛(wèi)星和定點衛(wèi)星,。通過使用InSAR數(shù)據(jù),,科學(xué)家將最終能對某個特定地震帶下地殼應(yīng)力聚集程度作出判斷,從而作出一種按月發(fā)布的"危險評估".地震學(xué)家將來也許能夠發(fā)出比現(xiàn)在更加精確的預(yù)報,。

  奇怪的熱異?,F(xiàn)象

  另一種使用紅外輻射的衛(wèi)星地震預(yù)測技術(shù)也同樣深受科學(xué)家們的青睞。20世紀80年代和90年代,,我國和俄國的科學(xué)家在研究亞洲地震時都注意到了一種奇怪的熱異?,F(xiàn)象。1998年1月10日,,我國河北省張北,、尚義縣境內(nèi)發(fā)生6.2級地震。在地震發(fā)生前,,熱傳感器測出地表的溫度出現(xiàn)明顯變化,,其幅度達到6攝氏度~9攝氏度,這一現(xiàn)象使科學(xué)家堅定了使用測溫技術(shù)預(yù)測地震的信心,。而使用裝配著紅外輻射照相機的人造衛(wèi)星則可以通過偵測紅外輻射從太空上監(jiān)視地表上的熱點,,其監(jiān)測范圍很廣,精確度很高,。2001年1月26日,,印度西部的古加拉特邦發(fā)生地震,由熱異常顯示的警告在這次地震發(fā)生前夕就出現(xiàn)了,,科學(xué)家在衛(wèi)星收集的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了這一異?,F(xiàn)象。在這次地震前,,該地區(qū)溫度升高了4攝氏度,。

  是什么因素導(dǎo)致了在高壓下的巖石散發(fā)出熱量呢?沒有人能作出肯定的答復(fù),,而來自巖石間相互摩擦的熱量并不會顯示這種類型的紅外線光譜,??茖W(xué)家將一塊花崗巖放在1500噸的壓力下以模擬地表幾公里之下的環(huán)境,,高靈敏度的攝像機和監(jiān)控裝置探測到了預(yù)計中的紅外輻射,。與此同時,他們還發(fā)現(xiàn)在巖石的表面產(chǎn)生了電壓,,這使得科學(xué)家們相信那些輻射是與電流有關(guān)的,。

  在一般情況下,巖石是絕緣體,,然而當(dāng)處在巨大的壓力之下時,,它們有時會變成半導(dǎo)體。巖層承受足夠大壓力之后會產(chǎn)生電流,,變成一個蓄電體,,那些電流通過地層傳輸?shù)胶苓h的地方,這個過程使得巖石產(chǎn)生了紅外輻射,。這個理論已被一些實驗所證實,,而有關(guān)地震來臨前的怪異現(xiàn)象,如天空中的莫名光亮,、人體暈眩,、動物反常舉動、水位變化等或許可以用這個理論來解釋,。

  地球磁場與地震

  在巖石上的電流也許還能解釋另外一種奇異的現(xiàn)象,,科學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)在大地震到來前地球磁場會產(chǎn)生一種細微而緩慢的波動。1989年,,美國發(fā)生洛馬-普雷塔(LomaPrieta)大地震,,地震震級為7.1級,約62人死亡,,超過3700人受傷,,經(jīng)濟損失達60億美元。在地震發(fā)生的前兩周,,磁力計記錄下了低頻磁信號一下子猛升到正常水平的20倍,,而在地震發(fā)生的前一天,這個數(shù)值又有了攀升,。

  同樣,,這些低頻磁信號是如何發(fā)生的,人們也沒有一個確切的解釋,,不過它們可以用來預(yù)測地震,。科學(xué)家相信這種微弱磁信號能被地球上空的低軌衛(wèi)星探測到,。他們決定研制一種使用磁力計在太空中監(jiān)測低頻磁信號的衛(wèi)星,。事實上,地面?zhèn)鞲衅饕呀?jīng)在偵測這種信號了,因為使用衛(wèi)星具有明顯的優(yōu)勢:它可以覆蓋更廣闊的地區(qū),。2003年6月30日,,一顆地震預(yù)測衛(wèi)星被送入高度約600公里的環(huán)地球軌道??茖W(xué)家相信,,由地表產(chǎn)生的低頻磁信號穿過平流層和電離層后足以達到那樣的高度。

  科學(xué)家承認,,不論是使用InSAR技術(shù),,借助紅外輻射偵測熱源,還是探測低頻磁信號,,使用衛(wèi)星預(yù)測地震還有很艱難的道路等待著人們?nèi)グ仙?,但隨著新技術(shù)的逐步發(fā)展,這種建立在新興前沿科技基礎(chǔ)之上的地震預(yù)測技術(shù)一定會有越來越廣闊的前景,。

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