点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:防灾减灾第一步,这才是真正的“手眼通天”!
首页> 光明科普云> 图文 > 正文

防灾减灾第一步,这才是真正的“手眼通天”!

来源:蝌蚪五线谱2023-05-12 19:54

  今天(5月12日)是我国第15个全国防灾减灾日,主题是“防范灾害风险,护航高质量发展”。

  作为防灾减灾的第一步,预警系统在灾难发生时为生命争取了宝贵时间。今天,我们为大家收集了一系列防灾减灾“黑科技”,一起来看看它们是如何工作的~

  1、地震预警系统

  预警就是指在实际灾难发生前,对即将受灾区发出警告。地震预警系统在震中发生地震后,利用的是信息传递速度(光速)和地震波速的差别,即在地震波造成危害前,通知目标区域。

  地震波产生示意图

  图源:中科院高能所

  首先,让我们来了解一下地震波。高中时我们都学过振动产生波,地震波的产生是因为发生地震时,震源物质快速破裂运动,振动在地球内传播会形成两种机械波。

  一种是纵波P波,物质粒子的振动和传播平行,它的速度最快,最快能被人们感知到,由于是纵波,它使地面发生上下振动,破坏力较小。

  第二种是横波S波,是由于物质剪切形成的波,它的速度相对较慢,但是由于是横波,到达地面,它会使地面发生前后、左右抖动,破坏力较强。

  当P波,S波到达地面后,在地面相遇会混合,形成面波L波(只在地面传播),混合的结果使它变得振幅大,波长长,对建筑物极具破坏力。

  所以发现了吗?如果在较慢的S波到达地面前,能作出相应的预警,就可以减小灾害发生概率。因此, 地震预警系统利用的就是传播较快的P波,可以提前给预警系统通风报信,从而快速对震中抵达的地震波形进行分析,得出发生时间、位置、强度等信息,提前数秒到几十秒给震中周围地区发出预警。

  预警时间和伤亡减少率

  图源:《地震预警(报)系统及减灾效益研究》

  人们获得的几秒到几十秒的预警时间会有多少作用呢?根据《地震预警(报)系统及减灾效益研究》:地震预警时间为 3秒时,可减少14%的人员伤亡;地震预警时间为10秒时,可减少 39%的人员伤亡;地震预警时间为20秒时,可减少63%的人员伤亡。

  对于处在地震带的人们,如果有地震避灾演习的经验,通过地震预警可以让人们了解到地震大概等级,到达时间,从而快速决定自己的应对方式,这几秒的反应时间就足以拯救生命。

  2、森林卫星遥感监测技术

  我国是森林资源大国,做好森林火灾监控非常必要。随着我国空间技术的发展,遥感卫星逐渐成为森林火灾监控的主流手段,遥感卫星技术指从远距离感知目标反射或自身辐射的电磁波、可见光、红外线,对目标进行探测和识别的技术。

  卫星携带的探测仪器中有专门感应红外辐射的通道,对热源特别敏感,一旦出现山火,卫星监测数据在这个通道(近红外)的辐射率和亮温(用同辐射量的黑体温度表示物体的辐射能量值)会急剧变化,和没发生火点地方的通道值形成明显差异。

  由于亮温峰值会随温度的升高向短波方向移动,所以火点处在短波波长的亮温比长波波长的亮温高,这两个波段的亮温差比背景处明显偏高。

  据此,我们就可以用卫星这双“慧眼”通道来监测热点,至于这热点是不是火点还需要一个判识过程(目前有计算机自动判识和人工判识两种)。

  上图分别是气象卫星监测出大兴安岭

  起火蔓延、风助火势、熊熊燃烧、逐渐减弱、火灾后的卫星云图

  图源:科普时报

  判识的依据都是利用热点的亮温与周围背景的亮温差异,以及相邻红外亮温差与周围无火区差异,再去除云区、水体、荒漠地带、常热点等疑似火点后,才能确定火点位置,火区大小等。反映到云图上,可以很清晰地分辨出 红色的火区、白色的云团、蓝色的烟雾、绿色的森林和灰黑色的灭火后痕迹。

  2019年四川大凉山大火中的遥感卫星影像

  图源:北京科协

  除了灾前预警,卫星遥感监测还能预判火灾走势、计算明火面积、进行灾后评估等等,为有关部门提供有力的技术支持。

  3、海洋灾害预警系统

  海洋是人类生存和发展的基本环境和重要资源,海洋灾难一旦发生,动辄造成伤亡几万、几千人。

  目前,我国已经逐步建立起“海天一体”的观测手段,包括海洋卫星、地面海洋环境监测站,雷达、移动观测平台、海啸地震台等,为各类海洋气象、海洋灾害预报提供基础数据。

  以风暴潮为例,我国先后自主研发了高分辨率台风风暴潮集合数值预报系统、温带风暴潮数值预报系统等,精细化程度由数公里提升至百米甚至数十米,在风暴潮防灾减灾中发挥了关键的作用,在很大程度上减轻了灾害损失。

  另外,在我国南海海域,时常可见的漂浮在海面上的 “线轴”,其实也是海洋灾难预警的重要一分子。它主要由海底和海面两部分共同构成,高精度压力传感器直接铺设到4000多米的海底,成为海啸预警的“提示器”。

  资料来源:科普时报、北京科协、科学辟谣

  人民网科普、中华人民共和国应急管理部

  整理:董小娴

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 2025年世界互联网大会文化遗产数字化论坛举行

  • 电影《731》拍摄历程特展在哈尔滨举行

独家策划

推荐阅读
中国科学院大连化学物理研究所研究员陈萍、研究员曹湖军、副研究员张炜进团队在氢负离子导体开发及应用方面取得重要进展。
2025-09-18 09:52
工业遗址与科幻主题联动,带来现实与想象交错的奇妙感受;科技手段还原知名IP场景,让游客沉浸到小说里的名场面;利用独特地质地貌,打造“地球上最像火星的地方”……来一场新鲜、有趣的科幻游,成为不少人出游的选择之一。如何做好科幻与文旅深度融合,丰富旅游供给?各地因地制宜进行了探索。
2025-09-18 09:50
记者17日从中国石化新闻办获悉,部署在四川省资阳页岩气田的2口评价井测试产量均超百万立方米,其中资页2-501HF井试获日产气140.7万立方米,刷新我国页岩气测试产量最高纪录。
2025-09-18 09:44
当今中国,科学教育受到前所未有的重视—作为人才培养的根基与路径,科学教育的潜力将变成参与国际竞争、争取国际话语权的实力。
2025-09-18 09:43
日前,由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所牵头承担的聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)遥操作系统测试平台通过专家组测试与验收。
2025-09-18 09:40
“科创游”是一种将科技与旅游相结合的新型旅游形式,不仅展示科技企业的生产过程和产品,还注重科技教育的普及和科技创新的体验
2025-09-17 10:23
此次大会将讨论通过“人与生物圈计划”及其世界生物圈保护区网络杭州战略行动计划,明确未来十年的发展方向、目标和行动方案
2025-09-17 10:21
人造地球卫星、载人飞船、空间站、空间探测器要“上天”进入预定轨道,运载火箭少不了。在“火箭家族”展台,长征一号至五号运载火箭模型笔直而立。
2025-09-17 10:20
在化学生物学研究中,有一种强大的“分子地图绘制技术”——邻近标记技术。在癌症免疫治疗中,免疫细胞需要足够强和足够多的“信号”才能发起攻击,但癌细胞表面的天然信号往往非常稀疏。
2025-09-17 10:18
当前,秋粮陆续进入成熟期。各地抓住最后的窗口期,落实落细各项增产措施,全力以赴抓好秋粮生产,确保秋粮丰产丰收。
2025-09-17 09:32
人工智能的浪潮正在席卷从科技到教育,乃至全社会的各个角落,中国教育界正在积极推动学习和应用人工智能,以便乘势站在时代前列。今年6月,中国工程院院士、华中科技大学校长尤政提出,人工智能和批判性思维结合形成DNA式的“双螺旋结构”,将有力推动创新。
2025-09-16 09:14
15日,在2025年国家网络安全宣传周主论坛上,《人工智能安全治理框架》2.0版正式发布。落实《全球人工智能治理倡议》,《人工智能安全治理框架》1.0版于2024年9月发布,受到国内外广泛关注。
2025-09-16 09:13
光明日报北京9月15日电 记者陈晨从农业农村部获悉,2025畜禽种业发展论坛14日在北京市平谷区举行。论坛发布了第三次全国畜禽遗传资源普查、濒危畜禽遗传资源保护成效、主要畜种分子身份证构建和遗传评估优秀种公畜等重大成果,举办了畜禽种业振兴成果展,26家单位现场推介新技术、新设备、新成果,72家单位进行专场展示。
2025-09-16 09:13
数智技术以及数智互联技术将推进青年间社会化协同与知识共享,可精准连接青年学习者,并形成跨地域的学习社群与项目协作组。总而言之,数智技术能够为青年群体参与终身学习创造良好条件,能够充分激发青年群体参与终身学习的动力,能够更好地帮助青年群体全面发展。
2025-09-16 09:12
作者:王 珩、程松泉,分别系浙江师范大学教师教育学院教授;浙江师范大学教师教育学院博士生  当前,全球教育正经历一场由人工智能技术驱动的深刻变革。唯有坚守育人初心,在伦理框架内审慎推进技术应用,才能让人工智能真正成为引领教育发展的引擎,而非解构教育本质的飓风。
2025-09-16 09:11
在合成生物学和气候变化应对领域有巨大潜力。
2025-09-16 09:11
走进展区,多款新潮文创让人爱不释手;戴上设备,苏轼笔下的诗词世界任人遨游;指尖轻点,三千年前的青铜器“触手可及”……一系列新产品、新服务、新场景在2025年中国国际服务贸易交易会文旅服务专题亮相,漫步其中,处处感受到科技与创意奔涌、文化和旅游融合的无限活力。
2025-09-15 09:54
在2025年中国国际服务贸易交易会上,一批品类丰富、兼具趣味与文化内涵的文创精品成为展会现场的“人气王”,引爆观展热潮。
2025-09-15 09:54
最大网络基础设施的建成有助于我国突破关键技术的“卡脖子”困境,形成自主可控的核心技术优势,建立起数字经济产业的第二创新生态。 (作者:戎 珂,系清华大学社会科学学院经济学研究所所长、长聘教授;田晓轩,系清华大学社会科学学院经济学研究所博士研究生)
2025-09-15 09:53
今年暑期,工厂游火爆出圈。参观名额秒空、门票收入可观、社交平台相关笔记有10多万条,工厂游俨然成了文旅界新宠。 工厂游等新型旅游业态,实现了工业与文旅的跨界融合,也为文旅经济的发展提供了新增长点。
2025-09-15 09:52
加载更多