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中国首个跨圈层扰动监测系统建成并投入科研监测

发布时间:2021年08月24日10:54 来源: 中国新闻网

中新网乐山8月24日电 (记者 刘忠俊)23日,位于四川省乐山市市中区青平镇的跨圈层扰动监测站内,中国地质大学(武汉)教授陈界宏与博士生毛志强正在检查监测站运行情况,这个站点被称为“超级观测站”,有望在地震预测技术上取得关键性的突破。

航拍“跨圈层扰动监测系统”监测站。 刘忠俊 摄

据了解,“跨圈层扰动监测站”是由中国地质大学(武汉)联合武汉大学、浙江大学、合肥工业大学、南方科技大学、乐山师范学院、中国地震局地震预测研究所、四川省地震局等10余家单位,共同建成的中国首个“跨圈层扰动监测(MVP-LAI; Monitoring of Vibrations and Perturbations in Lithosphere, Atmosphere and Ionosphere)系统”,该系统实现了岩石圈、大气圈、电离层“天地间”三个圈层同时监测,也被地球物理学权威称为“超级观测站”。

建在小山坡上的“跨圈层扰动监测系统”监测站。 刘忠俊 摄

来到乐山市青平镇青和村的崇山峻岭间,占地225平方米的“跨圈层扰动监测系统”监测站由铁栅栏围起来,走进监测站,白色铁栅栏内一台“边界层风廓线雷达系统监测仪”正在运行。中国地质大学(武汉)博士生毛志强称,“边界层风廓线雷达系统”可实时监测其垂直向上100米至4000米的大气风场,是目前观测大气层物理量变化的重要设备。四周还设置了4个声呐探测系统设备,主要针对1000米范围内的温度进行实时检测。监测站还有3个小木屋,其中1号木屋内放着较为重要的地震仪和全天空照相机。照相机位于小木屋屋顶,用透明罩子将摄像头保护起来,每小时都会拍摄一张实时照片上传至网端供科研用。

“以往,研究岩石圈的和研究大气圈、电离层的碰不到一起。科研工作者要么只看地底下发生什么事情,要么只看天上发生什么事情,很少有人既看天上又看地下。”中国地质大学(武汉)陈界宏教授称,这个系统打通了“三圈”,首次在一个观测点上,实时监测,从地下5米至350公里高空的垂直范围,同时有效监测地振动、地形变、地磁场、地下水、气压、大气风场、大气电场等20个物理量,这种跨学科集成在全球尚属首次。

博士生毛志强在“跨圈层扰动监测系统”监测站忙碌。 刘忠俊 摄

这个站点就像一颗“洞察者之眼”,把“看”到的变化及时传回位于武汉的中国地质大学(武汉)数据中心,由研究人员进行分析。这对完善震前多种物理参量异常的时空变化机制、内外源场诱发跨圈层扰动等诸多国际科学难题的研究提供了必要的条件。系统的建成将在今后数十年内,为地球科学研究提供有力的数据支撑。

“目前监测站已有一些新发现。”陈界宏团队利用这个系统,与中国地震局地震预测研究所一起通过数据分析,发现地震前可能有一种停滞在某个特定空间位置的波动,这种波动可以同时在岩石圈、大气圈和电离层圈观测到。“这个发现深层意义是,如果是真的,就有机会完善震前异常的机理与模型,了解多种物理参量震前异常的关联性。”陈界宏称。

“试运行监测各项数据已用于相关领域分析和研究。”乐山师范学院省高校重点实验室主任、电材学院院长助理青海银表示,“跨圈层扰动监测系统”基地从2020年3月份筹建以来,先后引进了包括监控设备、GPS定位仪、地震仪等12种监测设备。

从地理位置上来看,乐山处于四川腹心位置。处在青藏高原、云贵高原和四川盆地落差的垂直地带,北接著名的龙门山断裂带。“2016年来乐山考察到2020年3月动工修建,历时4年时间。”青海银是此次选址的主要负责人。“当时选址都花了几个月,要找到一个相对合适的场地来建站,其实很难。既要电磁环境没有干扰,也要少人为活动干扰,太偏远地方要考虑无人值守和后期维护问题,距离城市太近各种干扰太强,无法得到准确的监测数据。”青海银称,系统全部建成后,会有更多的科研成果。(完)

【纠错】编辑:刘建维

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