海啸预警声响有望争取更多预警时间

科学家们正在研究如何探测海啸地震独特的、快速传播的声波 

2005年1月2日,印度尼西亚苏门答腊岛印度洋海啸的灾后景象。

Patrick M. Bonafede Getty Images

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编者注(2022年1月18日):1月15日,汤加附近火山爆发引发了一场远距离海啸。鉴于此事件,我们重新发布这篇关于探测地震引发海啸的文章。

浮标是当今最先进的海啸探测系统。地震数据可以告知官员水下地震已经发生,但战略性放置的浮动传感器通常会在地震引发潜在的破坏性海浪时发出关键预警。即便如此,海啸警报通常只在海啸来临前几分钟发布,甚至根本不发布。为了争取更多疏散时间,科学家们已经开始解码水下地震产生的声音的新特征。声波在水中传播速度可达每秒 1500 米以上,比海啸快 10 倍以上。

乌萨玛·卡德里(Usama Kadri)是威尔士卡迪夫大学和麻省理工学院的应用数学家和工程师,也是这些研究人员之一。他对海啸地震产生的“声重力波”特别感兴趣。这些水下声波频率极低,以至于在压力突然变化时,重力可以改变它们的波长和速度。理论上,这些声波的独特属性可以让科学家们从海洋背景噪声中将其分离出来。“如果没有声重力波理论,你可以肯定发生了地震,但你无法确定是否会发生海啸,”卡德里说。


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正如《地球物理研究杂志》所述,卡德里利用 2004 年 12 月印度洋海啸的数据进行了模拟,那场海啸夺去了数十万人的生命。例如,海啸波浪花了两个小时才到达斯里兰卡,但这个岛国没有收到海啸警报。根据该研究的计算,如果一个配备水听器的声重力波探测站位于震中 1000 公里处,那么预警时间可能会超过 90 分钟。

特拉华大学应用海岸研究中心博士后研究员阿里·阿卜杜拉利(Ali Abdolali)表示,卡德里的工作很重要,但仍是理论性的,并且包含简化的假设。阿卜杜拉利也在尝试破译海啸地震产生的水下声波。事实上,研究人员在 60 多年前就已知道水下地震会发出特定的声音,但伍兹霍尔海洋研究所的博士后研究员蒂亚戈·奥利维拉(Tiago Oliveira)表示,灵敏水听器的普及和更快的计算速度重新燃起了人们对该领域的兴趣,奥利维拉曾与卡德里合作。不过,奥利维拉警告说,海啸预警系统可能还需要 10 年或更长时间才能依赖声音。

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