NASA喷气动力实验室
地震灾害响应项目最新进展
近日，美国加州举行了全球规模最大的地震灾害应急演习“第5届加州大地震演习”。在此次地震演习中，美国国家航空航天局（NASA）喷气动力实验室（JPL）展示了其地震灾害响应项目的最新成果。
JPL的两个地震灾害响应项目“灾害评估与响应地震数据强化网络基础设施”和“先进快速成像与分析”同加州地震数据交换中心合作为此次演习提供了数据支持。
灾害评估与响应地震数据强化网络基础设施项目（E-DECIDER）
E-DECIDER为NASA应用科学资助项目，由JPL与美国地质调查局（USGS）、印第安纳大学和加州大学戴维斯分校合作开展，旨在利用遥感数据和NASA地震模拟软件为地震灾害管理和响应提供工具。该项目将借助网络和移动设备为决策者提供易于操作的映射数据产品以及有关地震灾害响应长期规划和灾害发生重点应急响应地区识别等的决策信息。
E-DECIDER工具和产品将NASA的地球科学数据、模拟结果及其他遥感数据进行转换和匹配，使之形成统一规范且易于使用的格式，从而为灾害应急管理者和响应者协调决策与规划提供支持。
NASA计划于2013年在美国政府相关机构部署E-DECIDER相关决策支持系统及其移动和网络服务的应用。
先进快速成像与分析项目（ARIA）
ARIA受JPL和NASA共同资助，由JPL、加州理工学院和美国地质调查局合作进行。该项目计划建立一个自动系统，通过提供快速可靠的GPS及卫星数据而为地方、国家和国际组织的灾害监测与响应提供支持。通过空间灾害影像数据，ARIA数据产品能够对受灾地区快速评估，并能够提供灾害发生地点的详细影像资料。
ARIA基于空间观测的影像数据产品将有助于开展灾害发生之前的预先监测和灾害发生之后的形势分析。此外，ARIA也将通过整合空间影像产品和地基地震数据与模型，提供有关地震和其他自然灾害（如火山喷发）评估的科学产品。
在此次地震演习中，E-DECIDER和ARIA通过美国国土安全部（DHS）统一应急指挥与决策支持系统及其网络和移动节点向加州地震数据交换中心提供了诸多信息产品，包括E-DECIDER预期地面变形模拟结果和余震预测工具； ARIA地震损害模拟雷达影像即“地震损害Proxy地图”，以及地震模拟GPS位移数据。
ARIA目前正在创建一个原型数据系统并计划在未来两年内提供地震响应相关数据产品。
（郭艳 张树良）
数学与海洋：洋流运动、混合与气候模拟
在2012年工业和应用数学学会（SIAM）年会上英国南极调查局公布了其海洋系统动力学建模研究的最新进展。
南大洋的南极绕极流是自西向东环绕纬圈横贯太平洋、大西洋和印度洋的全球性环流。南极绕极流源自北大西洋，并在南大洋附近与南极极地水交汇，下层至海底后上升。这一过程对深海和大气中的热量和二氧化碳交换起到了关键作用，对气候变化产生了显著影响。
科学家研究了德雷克海峡海域北大西洋海水和南极极地水的交汇这一典型的混合交换过程，利用染料和示踪剂对洋流混合、流动及运输予以量化，并利用实验观测数据以及数值模拟和动力学模型分析了洋流交汇对气候变化所产生的影响。
研究表明，海洋混合是海洋吸收和释放热能的关键，洋流运动及其混合直接影响着海洋温度长距离、大范围的变换，而洋流的变化直接影响着海洋及其与大气的热交换，因此研究海洋过程特别是洋流混合过程对于了解海洋对未来气候的影响至关重要。海洋系统动力学建模研究将促进人类对影响未来气候的海洋环流关键过程的认识。（郑文江）
地震引发的地面波动会产生次声
美国能源部（DOE）洛斯阿拉莫斯国家实验室地球物理研究小组在日前召开的美国声学协会（ASA）第164次会议上公布了其地震声学研究的最新进展。研究证实大部分的低频次声来自于地球表面起伏波动。
与超低音振动空气产生的声音类似，地震使大气层振动从而产生低于人类听觉阈值的声音即低频次声。次声波能揭示地震的重要细节信息，特别是它可以被用来测量需要许多地震检波器阵列才能探测到的震源区地面震动量。因此，利用次声波将是评估地震余波所造成的损害的有效手段。
为了更好地理解地震和次声之间的关系，研究人员提出新的假设：地球表面存在类似活塞的地震泵，从而作用于大气层产生次声。基于此，采用扬声器动力学建模方法进行研究。
研究人员通过2011年1月3日美国犹他州瑟克尔维尔4.6级地震的实测值和预测值的比较来验证其模型。研究成功证实了上述假设，模型预测结果同实际数据十分吻合，表明地震所产生特有声波的传播的确同扬声器原理一致。 （王立伟）
科学家发现火山爆发的触发因素
前不久，英国南安普敦大学研究人员发表了关于火山喷发机理的研究论文。文章认为，不断积累的岩浆结晶是火山喷发的触发因素。
通过对火山碎屑沉积物中的结晶晶核（由岩浆中结晶物质不断积累所形成的岩浆岩）的分析，研究人员发现，岩浆房内早期较冷的岩浆同其后涌入的新的较热的岩浆的混合作用是导致大规模火山喷发的关键机制。
岩浆结晶晶核保存了火山喷发时岩浆的最终信息。这些晶核在从岩浆房喷出之前尚未完全凝固，晶核边缘的增长变化说明了岩浆的变化，即火山爆发之前的瞬间发生了新旧熔岩的混合。火山碎屑沉积物中普遍存在半凝固态晶核的事实表明，火山喷发过程中，岩浆房因为岩浆喷发而使内部不断形成空腔，随后导致岩浆房崩塌而形成了火山口。
该研究成果将为火山地区未来火山喷发的危险性和风险评估提供重要依据。（马瀚青）
《中国科学报》 (2012-11-14 第2版 国际)
