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

  • 2026年亚太经合组织数字和人工智能部长会议在成都举行

  • 免签扩容 “中国设计”成入境消费新热点

独家策划

推荐阅读
国家药监局近日批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。该药为原创靶点、新机制罕见病治疗药物,在中国、美国、日本、欧盟同步申报,我国率先完成审批,实现全球“首报首发”的历史性突破。
2026-07-24 08:55
记者从市场监管总局了解到,国际电工委员会智能制造系统委员会近日发布IEC SRD 63459:2026《智能制造用例模板》国际标准。为此,国际电工委员会智能制造系统委员会于2019年成立首个工作组,组织各国专家制定国际统一的智能制造用例模板,以统一的方式描述、存储和使用用例。
2026-07-24 08:51
23日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-07-24 08:50
王虹、邓煜与其他两位数学家共同获得菲尔兹奖,这是令国人振奋的消息,也是中国数学家感到自豪的时刻。邓煜的另一项研究,是与合作者成功建立了三维波动方程吉布斯测度的不变性,将概率论方法系统性地引入波动方程研究。
2026-07-24 08:49
记者从北京大学获悉,2026年国际数学家大会23日在美国费城开幕。王虹,本科就读于北京大学数学科学学院,获理学学士学位;2014年相继取得巴黎综合理工学院工程师学位与巴黎-萨克雷大学硕士学位;后于麻省理工学院完成博士学位。
2026-07-24 08:48
7月22日,美国佛蒙特大学研究团队在《自然》杂志发表论文称,他们在北美鲶鱼体内发现一种可传染的黑色素瘤。换言之,肿瘤细胞本身就是“感染因子”,如同寄生虫一般,从一条鱼传到另一条鱼。这些带病的鲶鱼,正为科学界提供一个观察癌症演化的难得机会。
2026-07-23 09:57
《自然》杂志22日发表了一项天文学研究,可能揭示了人类对首个已知的系外卫星(exosatellite)的观测。在三层等级系统中,一颗恒星周围有一颗伴星,如行星或褐矮星,而第三个天体围绕伴星,这第三个天体可称为系外卫星。
2026-07-23 09:57
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,但腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。
2026-07-23 09:49
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,“科学的未来在青年”,强调“要把青年科技人才队伍建设作为一项战略工程,全方位做好培养、引进、使用工作”。
2026-07-23 09:49
黄瓜是受到全球广泛喜爱的蔬菜,它源自喜马拉雅山脉南麓,由其野生祖先驯化而来,历经2000余年的传播扩散,遍布世界。中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任钱前评价,该研究为黄瓜分子设计育种提供了坚实支撑,兼具重要基础科学价值与育种应用前景。
2026-07-23 09:48
中国水稻研究所研究员王克剑团队近日在杂交水稻育种领域取得重要进展——成功研发出克隆效率稳定超过99%、结实完全正常的一系法杂交水稻,团队将其命名为“一系1号”。图为团队创制的无融合生殖株系在试验田大群体种植下表现出的克隆效率与结实率情况。
2026-07-22 09:35
今年新增农业机器人、盐碱地科学与工程、智慧渔业三大新农科专业,分别由江苏大学、山东农业大学、宁波大学首批开设,为涉农人才培养开辟了新跑道。
2026-07-22 09:31
这场举世瞩目的盛会,凝聚共识,密集发布国际合作倡议与行动计划,为促进全球人工智能朝着向上向善、造福人类的方向发展注入了更多新动能。
2026-07-22 09:29
虽然现阶段机器人能做的事还很有限,但这种“人机搭档”的新模式,让我们的生活服务向高品质、多样化和便利化发展。我想,这就是科技落地的意义吧。
2026-07-22 09:28
重离子加速器是探索基本相互作用、物质结构和宇宙演化的重要工具,研究中产生的新知识、技术和方法被广泛应用于航天、医疗、农业等多个领域。
2026-07-22 09:26
无法驶出的化肥运输船,迟迟不散的热浪,突然生效的出口禁令……近期,一系列事件叠加,或许正给全球粮食安全带来显著不确定性。
2026-07-21 03:40
拔尖创新人才作为国家战略科技力量的核心支撑,其培育成效直接关系到高水平科技自立自强的进程。科学教育是拔尖创新人才培养的基础工程,必须把握青少年成长的关键期,构建全链条、一体化的科学教育新生态,推动教育、科技、人才深度融合,为强国建设筑牢人才根基。
2026-07-21 03:40
以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革,正深刻重塑产业形态与劳动方式,职业教育作为对接产业最紧密的教育类型,面临的根本性问题已不再是如何培养标准化、重复性的熟练操作者,而是要回答人机协同时代究竟需要什么样的高技能人才。
2026-07-21 03:40
暑假已至,以中小学生为主力的研学游市场持续升温。外出研学已成为不少中小学生家庭的假期常规安排。家长往往将研学活动视作教育由家庭、学校向社会课堂的延伸,是学校教育的重要补充。
2026-07-21 03:40
毕业论文AI率检测,已成为无数大学毕业生关心的热点话题。AI工具引发的学术不端如何界定?为规避高AI率而拆解论文、打乱表达的无奈如何化解?AI检测产品缺少国家标准、质量参差不齐的困局如何突破?这些追问,热度居高不下,答案却远未清晰。
2026-07-21 03:40
加载更多