美國國家航空航天局（NASA）和加州大學圣地亞哥分校Scripps海洋研究所的科學家們提升現(xiàn)有的全球定位系統(tǒng)（GPS）技術并推動新系統(tǒng)以應對加州和其他地區(qū)由地震、海嘯和極端天氣事件引起的災害。

　　這個技術已由位于加州Oxnard和圣地亞哥的美國國家海洋和大氣局（NOAA）國家天氣服務辦公室的預報員作了展示。他們利用此技術跟蹤了影響南加州地區(qū)的夏季季風降雨事件并發(fā)布了更為準確的、及時洪災預警。該系統(tǒng)使用了從配備小型不太昂貴的地震和氣象傳感器的GPS站點發(fā)出的實時信息。該技術同時也正被集成到其他實際案例中。一個例子是，通過急救人員、決策人員和第一反應人員對醫(yī)院、橋梁和其他關鍵性基礎設施進行定損以減小對公眾安全的威脅。對于醫(yī)院來講，在接到地震預警的時候，首要任務是自動切斷電梯并對手術室人員發(fā)出警報。在大地震到來的時候，當現(xiàn)有的地震預測方法在快速和精確評估震級的時候存在困難，預警系統(tǒng)是特別有效的。關于橋梁方面，該系統(tǒng)可以根據(jù)地震、風力和交通情況監(jiān)測它們的結構變化。美國地球物理學會在舊金山舉行的媒體發(fā)布會上，來自JPL、Scripps和NOAA國家天氣服務中心的科學家們介紹了這個技術及其目前和潛在的應用情況。

　　加州Scripps海洋研究所的La Jolla指出，這些監(jiān)測水平的進步正為減少這一地區(qū)自然災害帶來的涉及高層建筑、橋梁和地區(qū)醫(yī)院的公眾安全威脅服務。有意義的預警，如果發(fā)布在摧毀性地震發(fā)生前的一兩分鐘內(nèi)，海嘯發(fā)生前的幾十分鐘，突發(fā)洪災發(fā)生前大約一個小時或多一點時間，以及在極端冬季風暴的許多天前，能夠挽救生命。

　　此項技術是基于GPS、加速計、壓力和溫度數(shù)據(jù)的優(yōu)化組合。針對健康和災害損毀進行研究，收集了橫跨南加州許多地點和大型工程設施（例如：高層建筑、醫(yī)院和橋梁）的實時信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)產(chǎn)品包括地面站和安裝在結構上的監(jiān)測儀器永久性移動情況（位移）的精確測量值，這為早期發(fā)現(xiàn)永久性損壞提供了基礎；還包括低層大氣中的可產(chǎn)生降水的測量值，這是一個短期天氣預報的決定因素。傳感器組合大大提高了目前地震和氣象預報的水平。

　　在提高準確率的南加州季風預報和突發(fā)洪災預警的成功案例中，位于科羅拉多州Boulder的NOAA地球系統(tǒng)研究實驗室通過GPS站點區(qū)域合作網(wǎng)絡為預報員提供了大氣濕度測量值，這個網(wǎng)絡近期擴展到密集覆蓋觀測的南加州。遍及南加州，成百上千的各科學等級GPS站點正連續(xù)接收GPS衛(wèi)星的信號以判定他們的精確位置。由于大氣層中的水汽干擾了GPS衛(wèi)星信號，GPS地面接收站正同步監(jiān)測水汽以及位置情況。

　　JPL科學家Angelyn Moore指出，這些水汽測量值正幫助預報員們在衛(wèi)星經(jīng)過和氣象氣球發(fā)射期間更好地監(jiān)測天氣的變化。該項目正在升級，GPS地面站為預報員們在分秒間獲取用來了解夏天季風濕度是否可能觸發(fā)有害突發(fā)洪水爆發(fā)的這些數(shù)據(jù)。

　　NOAA國家天氣服務辦公室氣象學家Mark Jackson指出，這個GPS網(wǎng)絡為預報員們提供及時和有效的大氣濕度信息，使我們對南加州潛在的、致命的突發(fā)洪暴災害和冬季大降水事件做出更為精確地預測和預警。詳細和及時的濕度信息可能幫助我們更好地了解和預報由所謂的大氣河流產(chǎn)生的極端冬季風暴。它也能夠幫助我們更好地查明和預報能產(chǎn)生突發(fā)洪澇災害的雷暴雨。

　　南加州天氣預報員從每30分鐘間斷性更新到能夠持續(xù)更新濕度信息。4個站點的氣象氣球只能做到每天2次監(jiān)測。

　　Bock表示，通過實時分析每一次地震從剛開始，以及跟隨來的更為劇烈的顫動的特征，這種技術能夠提高地震預警。在GPS地面站上通過監(jiān)測首次到達的以最快的速度穿過地球的地震波（P波），有可能預測導致最強烈顫動的慢波（S波）的到達。預警時間可以從幾秒到最多2分鐘，取決于到震中的距離。震級和其他關鍵斷層參數(shù)能夠迅速并精確地確定，生成覆蓋影響地區(qū)的地面強度地圖，并成為形成海嘯預警的基礎。

　　這種技術將規(guī)劃整合到以下幾項工作中：圣地亞哥郡應急服務辦公室的地震和海嘯早期預警和結構性監(jiān)測，圣地亞哥Hillcrest醫(yī)療中心的醫(yī)院監(jiān)測和早期預警，加州運輸部的長灘Vincent Thomas橋監(jiān)測，以及圣地亞哥和洛杉磯的NOAA天氣預報辦公室的風暴和洪水預測。

　　來源： http://www.terradaily.com/reports/NASA_Developing_Natural_Hazard_Warning_Systems_999.html

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