水下声波能否成为早期海啸预警的关键?

水下声波能否成为早期海啸预警的关键?

科学家们开发了一种新的方法来计算海啸的大小和破坏力,利用高速的声波重力波。

数学家们发明了一种计算海啸的大小及其破坏力的方法,通过测量快速移动的水下声波来预测海啸的发生,从而打开了实时预警系统的可能性。


声波,被称为声波重力波(AGWs),是自然发生的,可以在海啸触发事件后的深海中产生,比如水下地震。


无论海啸的轨迹如何,它们都能以比海啸快10倍的速度传播开来,使它们能够很容易地使用标准的水下水听器,并为早期预警系统提供理想的信息来源。


在《流体力学》杂志上发表的一项新研究中,来自卡迪夫大学的科学家已经展示了地震的关键特征,比如它的位置、持续时间、尺寸、方位和速度,只要在海洋中只有一个水听器检测到,就能确定地震的主要特征。


更重要的是,一旦发现了故障特征,计算海啸的振幅和潜在的破坏力就变得更加微不足道了。


该研究的主要作者、卡迪夫大学数学学院的Usama Kadri博士说:“通过对声波重力波的测量,我们基本上拥有了引发海啸警报所需的一切。”水下地震是由海底板块运动引起的,是引发海啸的主要原因。


海啸是目前通过dart浮标探测到的——漂浮设备能够测量海啸引起的海洋压力变化。然而,该技术依靠的是一场物理上到达dart浮标的海啸,如果浮标靠近海岸线,这可能会有问题。


目前的技术还需要在世界各地的海洋中分布大量的浮标,这是非常昂贵的。


“虽然我们目前可以使用地震传感器来测量地震,但这并不能告诉我们是否有可能发生海啸,”卡迪瑞博士继续说道。


“利用水中的声音信号,我们可以识别出地震断层的特征,然后我们就可以计算出海啸的特征。”由于我们的解决方案是分析性的,所以一切都可以在接近实时的情况下进行计算。


“我们的目标是在几分钟内就能发出海啸警报,并将声音信号记录在一个水站内。”


AGWs是一种自然发生的声波,它以声音的速度在深海中移动,并能在海平面以下数千米的地方传播。


AGWs可以测量数十甚至数百公里的长度,人们认为某些生命形式,如浮游生物,不能在当前的情况下游泳,依靠海浪来帮助他们的运动,增强他们寻找食物的能力。

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