地震检波器的读数可以提供早期的泥石流预警

研究人员破译了一月份蒙特西托滑坡的数据，以确定灾难的规模和位置

先是火，然后是雨，最后是毁灭性的泥浆。

后最大的野火在加州的历史,2017年12月的托马斯,一个强大的台风大约5英寸文图拉县的贫瘠的山坡上,1月9日引发泥石流,造成21人死亡,摧毁了数以百计的房屋在曼和圣伊西德罗溪地区。

加州理工学院的地震学家注意到，泥石流的隆隆声和轰鸣声是由一台地震计探测到的，距离最严重的破坏大约1.5公里。值得注意的是,他们发现地震记录生成的事件揭示了泥石流信息速度、流量和的宽度大小的巨石进行,和事件的位置,结果表明目前的地震检波器在这个领域可以用来提供早期预警的传入泥石流mudslide-prone地区的居民。

5月30日，《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters)在网上发表了他们的研究。研究显示，地震计的读数可能为蒙特西托的一些居民提供了1月9日5至10分钟的警告。

这项研究由论文的通讯作者、地球物理学教授Victor Tsai主持。

蔡崇信长期以来一直对从地震检波器收集到的信息感兴趣，这些信息超出了通常设计用来探测的地震信号。“从弹头的爆炸到冰川的运动，地面的运动可以表明很多事情。”诀窍在于决定信号的含义，”他说。因此，他已经开始研究一种模型，根据现有的水输送泥沙模型，来预测地震检波器上的泥石流应该是什么样子。

与蔡英文合作，研究生Voon Hui Lai从位于泥石流几公里以内的三个地震仪中收集数据，以寻找蔡英文模型预测的信号。由于邻近性和技术问题，两个地震检波器没有有力地记录滑坡。然而,第三个。“这不是显而易见的，但过了一段时间，我们发现了，”赖说。

这是一个持续了将近20分钟的信号，显示在5-10赫兹的频率波段，在人类听力的最低阈值。研究小组能够根据信号的时间和排除其他可能的来源确定信号确实是泥石流。它几乎完全符合蔡崇信模型的预测。

通过对地震图的分析，Tsai和Lai进一步展示了如何利用这一信号来评估泥石流的关键要素(大小、速度和强度)，这些要素是如何影响地面震动的。信号显示，泥石流“嘴”(最大的巨石所在的地方)覆盖了大约50米长、50米宽的区域;水流携带的大圆石直径可达1.3米左右;流速是2。4米每秒。

蔡崇信说，既然科学家们知道要寻找什么，并且已经有了一个地震图显示的模型，那么他们就可以利用这个模型开发一个基于现有地震检波器的早期预警系统。他说:“泥石流的移动速度远远低于地震，因此我们有可能开发出预警系统，为居民和应急人员提供重要的预警。”

“就像地震一样，泥石流很少发生，直接观察是危险的，”共同作者、地质学教授迈克尔兰姆(Michael Lamb)补充说。“通过测量安全距离的地面震动，我们的研究表明地震学有很大的潜力来提高我们对泥石流发生的时间、地点和原因的理解。”

研究人员计划继续测试并利用控制实验对模型进行微调，以获得更精确的测量。

这项研究的题目是“泥石流的地震特征:加州蒙特西托的流动力学和早期预警”。合著者包括加州理工学院的实验室经理兼研究助理托马斯·里奥奇奥和地质学博士后亚历山大·比尔。这项研究得到了国家科学基金会和瑞士国家科学基金会的支持。