Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Seismometeravlesninger kan gi vekkestrømmer tidlig varsel

Anonim

Først kom brannen, så regnet - og til slutt, den ødeleggende gjørmen.

annonse


I kølvandet på det største brannvesenet i Californias historie, døde den britiske brannen i desember 2017 en omtrentlig storm på omtrent fem tommer regn på de hylle åsene i Ventura County, som utløste ruskstrømmer 9. januar som drepte 21 mennesker og ødela hundrevis av boliger i Montecito og San Ysidro Creek-områdene.

Seismologer ved Caltech la merke til at rommelen og brølen på slammet ble påvist ved et seismometer ca. 1, 5 kilometer unna det verste av skaden. Betydende fant de at seismogrammet som ble generert av hendelsen, avslører informasjon om ruskstrømshastighet, bredde av strømmen og størrelsen på steinblokker som den bar, og plasseringen av hendelsen - resultatene antyder at den nåværende generasjonen av seismometre i feltet kunne brukes til å gi en tidlig varsel om en innkommende ruskstrøm til beboere i mudslide-utsatte områder.

Deres studie, som ble publisert online 30. mai ved Geophysical Research Letters, viser at seismometeravlesninger kunne ha tilbudt noen av innbyggerne i Montecito mellom 5 og 10 minutters varsel den 9. januar.

Forskningen ble ledet av Victor Tsai (BS '04), tilsvarende forfatter av papiret og professor i geofysikk.

Tsai har lenge vært interessert i å utforske hvilken informasjon som kan samles fra seismometre utover de vanlige jordskjelvssignalene de ble konstruert for å oppdage. "Jordens bevegelse kan tyde på mange ting, fra detonering av et krigshode til bevegelsen til en isbre. Tricket bestemmer hva signalet betyr, " sier han. Som sådan hadde han allerede begynt å jobbe med en modell som spådde hvordan et slam skal se ut på et seismometer, basert på eksisterende modeller av sedimenter transportert av vann.

Samarbeidspartnere med Tsai samler studentelever Voon Hui Lai data fra de tre seismometrene som ligger innenfor noen få kilometer av mudslidet for å søke etter signalet som spådres av Tsai-modellen. På grunn av nærhet og tekniske problemer registrerte to av seismometrene seg ikke robust. Den tredje gjorde det imidlertid. "Det var ikke umiddelbart åpenbart, men etter en stund fant vi det, " sier Lai.

Signalet, en rumbling som varer i nesten 20 minutter, dukket opp i 5-10 hertz frekvensbåndet, som ligger på den nedre terskelen for menneskelig hørsel. Teamet var i stand til å bestemme at signalet faktisk var mudslide basert på sin timing og ved å utelukke andre potensielle kilder. Det passet nesten perfekt til spådommene fra Tsai-modellen.

Ved å analysere det resulterende seismogrammet, Tsai og Lai, kunne man også vise hvordan signalet kunne brukes til å estimere sentrale elementer i en ruskstrøm (størrelse, hastighet og intensitet) basert på hvordan de påvirker risting av bakken. Signalet indikerte at ruskene flyter "snout" (der de største størrelse blokkene er) dekket om et 50 meter med 50 meter område; at bølgene som ble båret av strømmen, nådde opp til rundt 1, 3 meter i diameter; og at strømningshastigheten var ca. 2, 4 meter per sekund.

Nå som de vet hva de skal se etter og har en modell for hva seismogrammet indikerer, kan forskere bruke dette til å utvikle et tidlig varslingssystem basert på eksisterende seismometre, sier Tsai. "Gassstrømmer beveger seg mye tregere enn jordskjelv, slik at vi kan potensielt utvikle et varslingssystem som vil gi viktige advarsler for beboere og første respondenter, " sier han.

"Som jordskjelv forekommer ruskstrømmer sjelden og er farlig å observere direkte, " legger medforfatter Michael Lamb, professor i geologi. "Ved å måle jordskjelv på sikker avstand, viser vår undersøkelse at seismologi har stort potensial for å forbedre forståelsen av når, hvor og hvorfor ruskstrømmer skje."

Forskerne planlegger å fortsette å teste og finjustere modellen ved hjelp av kontrollerte eksperimenter som gir mer nøyaktige målinger.

Studien er tittelen "Den seismiske signaturen av rensestrømmer: Flowmekanikk og tidlig varsling i Montecito, California." Medforfattere inkluderer Thomas Ulizio, laboratoriesjef og forskningsassistent ved Caltech, og Alexander Beer, postdoktor i geologi. Denne forskningen ble støttet av National Science Foundation og Swiss National Science Foundation.

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av California Institute of Technology . Original skrevet av Robert Perkins. Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Voon Hui Lai, Victor C. Tsai, Michael P. Lamb, Thomas P. Ulizio, Alexander R. Beer. Den seismiske signaturen av avlastningsstrømmer: flytmekanikk og tidlig varsling ved Montecito, California . Geofysiske forskningsbrev, 2018; DOI: 10, 1029 / 2018GL077683