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

  • 习近平会见联合国秘书长古特雷斯

  • 习近平会见柬埔寨首相洪玛奈

独家策划

推荐阅读
精细匹配才能让资源发挥最大效能。把闲置变增量,让分散汇合力,精准的分配机制,有利于提高生产力。
2026-07-17 09:53
新专业落地只是起点。下一步,教育部将组织各地各校有序完成专业开设,及时开发完善教学标准和人才培养方案,明确新专业的核心素养、知识能力要求及设置条件,确保新专业设置有章可循。
2026-07-17 03:20
盛夏雨林凝翠色,沧江碧水逐新潮。7月16日,“2026世界市长对话·西双版纳”主旨对话活动在云南省西双版纳傣族自治州举行。
2026-07-17 03:50
新质生产力的形成和发展,不仅引起社会生活的重大变革,而且引起并要求人的思维方式发生新的变革。思维观念和思维方式是能力、素质的先导,只有思维“换挡”,才能适应和驾驭新质生产力的快速发展。
2026-07-17 03:50
当前,新一轮科技革命和产业变革深入推进,深刻改变着人类的生产生活方式,也引发人们对人工智能在劳动过程中究竟扮演何种角色的诸多讨论。
2026-07-17 03:50
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:54
“北科秀场”也在上演精心打造的10集暑期特辑《科学游戏大冒险》,观众化身“科学侦探”,跟随“科博士”和“科代表”开启跌宕起伏的科学冒险之旅。“北科”系列品牌活动还实现分层培养:3岁至8岁可以在“北科童行”游戏中启蒙,6岁至12岁可在“北科展教坊”探究实践,12岁至18岁可在“北科学堂”完成跨学科进阶。
2026-07-16 09:36
由此,教育链、人才链、创新链与产业链得以深度贯通,形成“以国家战略任务牵引创新、以创新实践锻造人才、以人才成长支撑国家战略”的良性循环,为高水平科技自立自强和中国式现代化提供持续支撑。由此,国家战略任务牵引下的人才培养,将推动人才在解决复杂问题过程中形成原创能力,在跨学科协同中拓宽战略视野,在长期攻关实践中涵养使命担当。
2026-07-16 09:35
当钢铁机械遇上童心想象,硬核工业叙事便打破了技术壁垒,在儿童文学中生长出温柔坚韧的力量。开篇岩岩玩积木时爸爸演示的“平行四连杆机构”,最终成为破解矿车转向系统故障的关键,让孩子的奇思妙想对接工业实践。
2026-07-16 09:35
风云卫星的“跨界”应用是中国气象科技对参与我国生态治理与应对全球气候变化挑战,做出的一道“必答题”。更重要的是,风云卫星积累的连续墒情数据,为农作物生长模型构建、气候变化对农业影响分析提供支撑。
2026-07-16 09:34
一个常见误解是,基础研究离市场较远,产业竞争越激烈,越应把资源集中到应用开发和成果转化上。量子信息产业离不开量子力学,人工智能离不开数学、统计学、计算机科学和认知科学,生物制造离不开分子生物学、基因组学和合成生物学,新能源和新材料离不开物理、化学和材料科学。
2026-07-16 09:33
延东煤层气田位于延长县和宜川县境内,是陕西省属企业探明的首个大型深层煤层气田,埋深超2000米,属典型的“自生自储”型深层煤层气藏。
2026-07-15 09:15
中国科学院院士、北京大学干细胞研究中心主任邓宏魁团队发布了其首创的“化学重编程干细胞”技术的自主实验室应用——智能细胞化学重编程和克隆筛选平台。
2026-07-15 09:15
登记面积达37.7万平方公里,绿水青山有了自己的“户口本”。在生态产品价值实现机制方面,探索建立资源权益指标市场化交易机制、生态保护红线内建设用地腾退指标交易激励机制,实现成本共担、生态效益共享。
2026-07-15 09:14
对于我们抢占科技和产业制高点、牢牢把握发展主动权具有重要意义。发展未来产业,前瞻布局管方向、管长远、管全局,梯度培育管路径、管方法、管落实。
2026-07-15 09:14
在美丽乡村建设过程中,推广绿色生产技术、防治农业面源污染等工作的开展,都离不开专业人才
2026-07-15 09:13
国家气候中心预测,今年主汛期我国气候状况总体偏差,极端天气气候事件偏多,东部地区涝重于旱,有南北两条多雨带,其中北方多雨带位于东北地区、内蒙古东北部、华北、华东北部等地。
2026-07-14 10:27
当前,我国传统产业正向着智能化、绿色化、融合化方向转型,这一过程迫切需要青年技能人才的加入。
2026-07-14 10:23
以生态环境高水平保护支撑经济社会高质量发展,须以绿色化引领数字化,以数字化赋能绿色化。
2026-07-14 10:20
据中国载人航天工程办公室消息,13日,将执行嫦娥七号任务的长征五号遥十四运载火箭安全运抵文昌航天发射场。后续,该火箭将与先期运抵的嫦娥七号探测器一起开展发射场区总装和测试工作。
2026-07-14 09:23
加载更多