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我国又一项创新科学平台——极低频探地工程(WEM)诞生了!

(2020-09-05 16:57:41)
标签:

极低频探地工程

创新科学平台

地震

分类: 转载文章
  地震是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,是引起地震的主要原因。地震常常造成严重人员伤亡,能引起火灾、水灾、有毒气体泄漏、细菌及放射性物质扩散,还可能造成海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害。
  
  "极低频探地(WEM)工程"是国家发展和改革委员会批准的"十一五"国家重大科学技术基础设施建设项目之一,用于资源探测和地震预测及其他前沿科学研究。极低频电磁波能够穿透较厚的地层和较深的海水,可以用于地层结构、地下资源和海底资源的探测、地震预测等领域的研究和应用。由我国通过跨学科交叉融合创新完成的国家大科学工程,整体技术性能处于国际领先水平,标志着我国又一项创新科学平台的诞生。
  
  仪器设备网获悉:9月1日,极低频探地工程(WEM)通过科技成果鉴定。在项目研发过程中,科研团队攻克了极低频电磁信号组网接收、数据处理反演等关键技术,实现对不同地层电性结构的三维探测;建立了极低频数据工程中心,为资源探测、地震预测和其他前沿技术研究搭建了高性能的数据计算、共享服务平台。
  
  项目团队还在首都圈和南北地震带南端建成了首 个可同时接收人工源和天然源极低频电磁信号的地震监测台网,同时开展了地震预测及地下矿产、油气资源探测、大陆架探测等探索性科学试验研究,取得多项突破性进展,为“深地、深海、深空”等相关领域的前沿科技研究提供了新的技术手段和平台。
  
  地震监测是在地震发生前后,对地震前兆异常和地震活动的监视、测量。地震监测主要有几种划分方法,一种是专业与群众之分,指专业的地震台站和一些群测点,前者主要用监测仪器,如水位仪、地震仪、电磁波测量仪等,用来监测地震微观前兆信息;后者则主要靠浅水井、水温、动植物活动异常等手段,来观察地震前的宏观异常现象。
  
  地震台网由各级地震台、站所构成的观测网络。按其控制震级的大小分为微震台网和强震台网;按监视范围分为全球地震台网、国家地震台网和区域地震台网;按台站仪器设置分为长周期地震台网和短周期地震台网;按信息记录方式还可分为模拟地震台网和数字地震台网等。
  
  地震台网内观测数据由各台站定时发往地震数据处理及分析预报中心 中心负责数据的收集、整理、编辑和储存以及对数据的综合分析研究。为记录不同震级和距离的地震 一般要设置短、中长和长周期地震仪;相应的记录器也要有大、中、小的振幅类型 才能获得适合于分析用的真实的记录。
  
  极低频是指频率由3Hz至3kHz波长,10000公里至100000公里的无线电波。在相关的磁层科学中,较低频率的电磁振荡(在?3Hz以下发生的脉动)被认为是位于超低频(ULF)范围,因此也被定义为与ITU无线电频段不同。ELF无线电波是由地球磁场中的闪电和自然干扰产生的,所以它们是大气科学家研究的课题。
  
  由于建造可以辐射如此长的波的天线的困难,ELF频率仅在极少数人造通信系统中使用。ELF波可以穿透海水,这使得它们可以与潜艇进行通信。美国,俄罗斯和印度是唯一已知建造ELF通信设施的国家。美国的设施在1985年到2004年之间使用,但现在已经退役。
  
  地球大气中的ELF电磁波的典型谱,显示了由舒曼共振引起的峰值。舒曼共振是球形地球-电离层空腔的共振频率。击打导致腔体像钟形一样“振铃”,从而在噪声频谱中引起峰值。50赫兹的功率峰值是由全球电网的辐射引起的。低频噪声的上升是由于地球磁层的缓慢过程引起的无线电噪声。
  
  由于它们的波长极长,极低频波可以在大的障碍物周围衍射,并且不被山脉或地平线阻挡,并且可以绕着地球的曲线行进。ELF和VLF波通过地球-电离层波导机制长距离传播。地球在大气层底部约60公里处被大气中的一层带电粒子(离子)所包围电离层,称为反映极低频波的D层。
  
  导电的地球表面和导电的D层之间的空间充当平行板波导限制ELF波,允许他们长距离传播而不会逃入太空。在对比VLF波,该层的高度比在ELF频率之一波长小得多,这样就可以在ELF频率传播的唯一模式是TEM模式在垂直极化,与电场垂直和磁场水平。
  
  ELF波的衰减极低,每千米1?2dB使得单个发射器具有在全世界进行通信的潜力。ELF波也可以通过像“地球”和“海水”这样的“损耗”介质传播相当长的距离,这会吸收或反射更高频率的无线电波。

       转自:https://www.lab216.com/news/show-7596.html

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