本报道最初由Inside Science News Service发布。
(ISNS) – 科学家们或许可以通过使用类似于手机上显示信号强度的条形图的信息来追踪危险的富含火山灰的云。
这项新技术分析了GPS的“信号强度”——GPS信号在试图穿透火山羽流时的强度。该研究在线发表在《地球物理研究快报》杂志上。
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这些羽流中危险的颗粒会堵塞飞机的发动机，使其从空中坠落。
就在本月两年前，冰岛的格里姆斯沃滕火山爆发，留下了一根浓厚的火山灰柱，导致欧洲各地的航班停飞数日。
这项新研究使用GPS数据来检测这些充满天空的危险云。这种早期危险检测可以帮助飞行员避开充满致命火山灰的区域。
信号强度数据记录在GPS机器的内部运作中。 但由于它对研究火山爆发期间地球如何移动的科学家来说从未有用，因此该数据一直被忽略。 事实上，大多数科学家甚至不会将信息上传到他们的计算机上。
“当我学习GPS时，你本应该用它来测量你在哪里，”科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程教授、该研究的作者克里斯汀·拉尔森说。“现在，我正在寻找用GPS做的奇怪的事情。”
拉尔森与来自阿拉斯加大学费尔班克斯分校的同事合作，他们在阿拉斯加的雷道特山设置了GPS天线，以测量火山爆发期间地形如何移动。 这些测量来自一系列向下发射信号的卫星，这些信号指示地球上GPS天线的确切位置。
地面设备会自动存储来自那些轨道卫星的信号强度的GPS数据。 但拉尔森是第一个使用这些信息来测量火山羽流的人。
想想你的手机，拉尔森说。“我总是听到人们在谈论他们有多少格信号，”她说。“我基本上就在用这个。”
她发现，富含火山灰的羽流以某种方式阻挡了来自太空卫星的GPS信号。
知道了这一点，拉尔森可以通过观察特定区域的GPS信号强度来实时追踪羽流。 一旦羽流过去，信号就会回升到正常水平。
当其他方法（如雷达或卫星拍摄的照片）效果不佳时，这种曾经被忽视的信息可能会有助于追踪羽流。
从太空拍摄的图像可以监测羽流，但“如果多云，你就什么都看不见，”拉尔森说。
由于从轨道卫星向下发射的GPS信号强度在很大程度上不受云和水蒸气的影响，因此拉尔森只能检测到羽流中危险的火山灰。
雷达可以发现羽流，但设备很昂贵。“世界上有比我们有资源监测的火山多得多，”拉尔森说。“GPS的美妙之处在于它非常便宜。”
许多科学家已经在世界各地的火山上部署了GPS天线，这些天线会自动收集信号强度数据。
美国地质调查局喀斯喀特火山观测站的地球物理学家迈克尔·利索夫斯基说，还需要更多的研究来确定羽流必须有多密集才会导致信号强度下降。
只有当卫星主动向地面上的天线发送信号时，才能测量信号强度。 由于只有大约二十几个GPS卫星在地球上空运行，因此有时可能没有卫星在头顶与地面上的天线连接，并且无法收集信号强度数据。
但是许多国家已经计划将新的GPS卫星送入太空。“随着更多的卫星系统发射，它将成为一个更好的工具，”利索夫斯基说。
拉尔森的研究只考察了阿拉斯加的两个火山羽流。 她说，计划在更多的火山上测试该技术。“GPS不是唯一有用的仪器，但它是一件我们可以添加到我们用来使航空旅行更安全的工具清单中的新事物。”