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地下光纤电缆捕捉“雷霆”雷鸣诱导的地震事件

时间：2022-03-16 16:25:07 来源：

根据Penn State的科学家们认为，地下光纤电缆，如通过电话和互联网服务通过电话和互联网服务连接世界的潜力，对监测恶劣天气的潜在潜力。

研究人员在大学公园校园内转为数千英里的电缆，进入了数千个虚拟传感器，能够在4月在风暴期间从天空中迅速震荡引起的微小地震事件。

“恶劣天气与地面有着强烈的互动，但我们没有能力研究大气和固体地球之间的耦合，”宾夕法尼亚州州州立州地球物理学助理教授铁路朱说。“通过这项新技术，我们可以利用现有的光纤网络清楚地看到雷暴通过校园的能量。”

Geophysics助理教授铁源朱，采用地下光纤电缆跟踪了宾夕法尼亚州地上地上的运动。由诸如闪电和车辆流量之类的事件创建的地震数据作为光纤电缆内的移动。

2019年12月11日发布的调查结果，在地球物理研究杂志中：科学家们说，大气第一次科学家们首次记录了雷霆诱导的地震事件，或雷霆队。

“使用光纤电缆来检测雷霆来源的能力为跟踪雷暴和公共安全和应急响应的另一种方式提供了另一种方式，特别是在城市地区，”气象系和大气科学系主任大卫斯滕斯德说“在宾夕法尼亚州州立州立州立议院。“每个新的数据源都有助于提高我们的风暴跟踪能力。”

使用最近的技术称为分布式声学传感（DAS）阵列，科学家发现他们可以根据雷霆事件的强度跟踪风暴的方向，并且他们的发现与美国全国避雷检测记录的闪电位置相匹配网络。

科学家们表示，DAS阵列将激光送到电缆内部包含的头发薄玻璃纤维中的一个毛发薄玻璃纤维，并且可以检测由于压力导致的小变化，如人类散步。这些阵列每六个半英尺测量，这意味着大学园区校园下的几英里的连续电缆就像一个2,000个传感器的网络一样。

“如果上面的地面上的外部能量发生了任何变化，即使走路步骤，你也会有一个非常小的变化，这将伸展或压缩光纤，”朱说。“激光非常敏感，可以检测这些小变化。”

在暴风雨期间，雷霆在地球上方创造了行驶的声压力，击中地面，像池塘中的波浪一样蔓延。科学家们说，人类听不到这些雷霆，但是光纤电缆捕获的轻微运动。

阵列可以提供有关地球内部的重要新信息。研究人员说，由于东海岸上有很少的地震，科学家们缺乏局部地震数据，可以帮助实现地球的地壳和地幔。

据科学家介绍，该方法具有更广泛地用于地震，飓风和洪水等自然危害，如全国各地的城市地区存在于全国各地的光纤电缆网络。

“这项研究是采用现有技术并使用它来服务另一个目的的例子，”Stensrud说。“具有多功能的技术可以最大化对社会的好处。”

参考：“使用光纤分布式声学传感阵列”表征雷电诱导的地面运动“，2019年12月11日的铁路朱和大卫J.Stensrud，”地球物理研究“：atmospheres.doi：
10.1029 / 2019JD031453

宾夕法尼亚州的环境研究院和能源种子赠款和天然气研究所支持这项研究。


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