作者:Young-Woo Kwon 来源:《科学进展》 发布时间:2016/2/18 10:12:42
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手机有望预警地震
新软件可在地震波到来前探测到强烈地震

 

放在震动台上的手机    图片来源:伯克利地震实验室

当地震袭来,或许仅仅几秒钟的警报便能够铸成生与死的巨大差别。然而许多地震多发国家却缺乏能够让民众提前寻找遮蔽物或关停危险设施的地震网络。如今,一群有事业心的工程师正在寻找一种替代网络:智能手机。

利用智能手机内置的加速度传感器,研究人员已经开发出一种应用程序(App,已于2月12日发布)。他们说这一App能够在致命的地震波到来之前探测到强烈的地震。就像这款App的名称那样,“我的震动”(MyShake)有望成为全世界最脆弱地区的地震预警系统的基础。

并未参与该项研究的美国西雅图市华盛顿大学地震学家John Vidale指出,尝试利用地球上10亿多部智能手机为地震预警并不是什么新鲜想法。“我们都知道如果手机有适当的配置,这一方法是行得通的。”他说,“但这项研究已经做了很多事情来固化实际所需的参数。如果人们愿意运行这个软件,它现在就可以工作了。”

在2月12日在线发表于《科学进展》杂志的这项新研究中,研究人员指出,“我的震动”程序至少能够探测到距离手机10公里范围内发生的5级地震。研究人员花费了1年多的时间采集放置在一个“震动台”(能够模拟地震产生的地表运动的一种装置)上的手机提供的数据,并将这些数据与每天非地震的运动数据进行了比较。

“我们发现,我们能够以93%的准确率识别地震。”论文作者、加利福尼亚大学伯克利分校地震学家Richard Allen说,“这一结果是引人注目的,因为来自日常非地震震动的数据要比地震震动多得多。”

据介绍,“我的震动”在手机后台运行,分析加速度传感器所获数据,如果手机所受震动符合地震特征,会与手机内全球定位系统(GPS)提供的地理坐标数据一并发送回伯克利的地震实验室。

据悉,“我的震动”的核心是特定的算法,由博士研究生孔庆凯研发,用以分析手机内3个加速度传感器所获数据,分辨地震与其他各种常见震动(如手机使用者活动或手机跌落)的区别。

如果伯克利的地震实验室收到某一区域多台手机内“我的震动”发出的信息,就可以确定为地震,还可以估算出地震强度和震中位置。现阶段,“我的震动”仅限采集和发送数据;下一阶段,研究人员设想,一旦有足够多的手机用户使用这一软件,而且软件本身更为完善,它还可以向用户发出地震警告。

研究人员指出,尽管手机内置的加速度传感器的灵敏度不断提升,但依然远不如埋入地下的地震波传感器,目前仅能测知在10公里范围内造成破坏的5级或更强地震。然而,如今全球至少已有10亿多部智能手机,可以弥补常规地震监测站数量不足。

孔庆凯认为,手机组网监测地震“是一个前沿研究项目,将会改变地震监测方式”。比如,在尼泊尔、秘鲁等地震频发的发展中国家,地震监测和预警系统布局稀疏甚至没有,而智能手机使用者数以百万计,汇集众多手机来构建地震监测和预警体系可能是唯一选项。

孔庆凯推断,在一个110公里长、110公里宽的区域内,至少300部手机才可以合理估测地震位置、强度和发生时间。当然,“网络密度越高,探测地震越快”。

Allen说:“‘我的震动’不可能替代传统地震监测网络……但我们认为,它可以让地震预警在已有传统监测网络的区域内更迅速、更精确;在没有地震监测网络的国家发布预警,解救生命。”

Allen预言,如果手机组成的监测网密度足够高,探测、分析和预警就可以在1秒钟内实现。他的长远目标是把地震监测功能融入智能手机操作系统,让每一位手机用户都成为监测网络的组成部分。

“这真是一篇非常棒的论文和非常好的方法。”Vidale说,“这是一项相当实用的研究成果。正如研究人员所建议的那样,经过适当的调整,它将能够成为一个建立地震网络所需的标准的早期预警系统。”(来源:中国科学报 赵熙熙)

 
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