Entdeckung von Airglow Signatur Vorhergehende Tsunami könnte zu einem Frühwarnsystem Blei

Forscher an der University of Illinois haben sich die ersten, die ein Luftleuchten Unterschrift in der oberen Atmosphäre von einem Tsunami mit einem Kamerasystem in Maui, Hawaii auf Basis hergestellt aufzuzeichnen.

Die Signatur von der 11. März Erdbeben , das Japan am Boden zerstört verursacht , wurde in einem Luftleuchten Schicht 250 Kilometer über der Erdoberfläche beobachtet. Es ging dem Tsunami um eine Stunde , was darauf hindeutet , dass die Technologie könnte als Frühwarnsystem in der Zukunft verwendet werden. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeit veröffentlicht Geophysical Research Letters .

Die Beobachtung bestätigt die Theorie in den 1970er Jahren , die die Unterschrift des Tsunamis konnte der oberen Atmosphäre beobachtet werden entwickelt , die speziell die Ionosphäre . Aber bis jetzt war es nur mit Funksignalen über Satelliten gesendet nachgewiesen.

" Abbilden der Reaktion mit dem Luftleuchten ist viel schwieriger , weil die Fenster der Gelegenheit für die Herstellung der Beobachtungen ist so schmal , und noch nie zuvor erreicht worden ", sagte Jonathan Makela , außerordentlicher Professor für Elektro- und Computertechnik und Forscher in der Coordinated Wissenschaft Laboratory. "Unsere Kamera zufällig am richtigen Ort zur richtigen Zeit zu sein."

Tsunamis können nennenswerte Wellenamplituden in der oberen Atmosphäre zu erzeugen - in diesem Fall die Luftleuchten Schicht . Wie ein Tsunami über das Meer bewegt , erzeugt es atmosphärische Schwerewellen durch zentimeter Oberflächenwelligkeiten gezwungen . Die Amplitude der Wellen kann mehrere Kilometer erreichen, an dem der neutrale Atmosphäre koexistiert mit dem Plasma in der Ionosphäre , was Störungen , die abgebildet werden kann .

In der Nacht vom Tsunami waren die Bedingungen oben Hawaii für die Anzeige der Luftleuchten Unterschrift optimal. Es näherte sich der Morgendämmerung (fast 02.00 Ortszeit) ohne Sonne, Mond oder Wolken versperren den Blick auf den Nachthimmel.

Zusammen mit Doktorand Thomas Gehrels , analysiert Makela die Bilder und war in der Lage , spezifische Wellenperioden und Orientierungen zu isolieren. In Zusammenarbeit mit Forschern vom Institut de Physique du Globe de Paris, CEA- DAM -DIF in Frankreich, Instituto Nacional de Pesquisais Espaciais ( INPE ) in Brasilien, der Cornell University in Ithaca, NY , und Noveltis in Frankreich , fanden die Forscher , dass die Welleneigenschaften abgestimmt , die in den Ozean -Level- Tsunami- Messungen , die bestätigt, dass das Muster stammt aus dem Tsunami. Das Team hat auch grenzüberprüftihre Daten gegen theoretische Modelle und Messungen mit GPS-Empfängern aus .

Makela glaubt , dass Kamerasysteme könnte eine bedeutende Hilfe bei der Schaffung eines Frühwarnsystems für Tsunamis sein . Derzeit auf Ozean -basierten Bojen und Modelle stützen Wissenschaftler zu verfolgen und vorherzusagen, den Weg eines Tsunami. Zurück oberen atmosphärischen Messungen der tsunami Schrift angeführten GPS -Messungen, die durch die Anzahl der Datenpunkte , die erhalten werden kann, begrenzt werden , was es schwierig macht , ein Bild zu erstellen. Es wäre mehr als 1000 GPS-Empfänger , um vergleichbare Daten zu dem von einem Kamerasystem zu erfassen. Hinzu kommt, dass in einigen Bereichen , wie zum Beispiel Hawaii, nicht genug Landmasse , die Anzahl der GPS-Geräte , es wäre für Bild in einem Horizont zum anderen nehmen zu akkumulieren.

Im Gegensatz dazu kann eine Kamera Bild der ganze Himmel . Allerdings kann die Sonne, Mond und Wolken den Nutzen der Kamera Messungen vom Boden aus zu begrenzen. Durch das Fliegen eines Kamerasystems auf einem geostationären Satelliten im Raum wäre Wissenschaftler in der Lage sein , diese Einschränkungen zu vermeiden, während der gleichzeitigen Abbilden einer wesentlich größeren Bereich der Erde.

Um ein zuverlässiges System zu erstellen , sagt Makela , dass Wissenschaftler müssten Algorithmen analysieren konnte, und Filterdaten in Echtzeit zu entwickeln. Und die beste Lösung wäre auch ein Netz von bodengebundenen Kameras und GPS-Empfänger arbeitet mit dem satellitengestütztes System , um die individuellen Stärken der einzelnen Messtechnik zu kombinieren.

"Das ist eine Erinnerung daran, wie verbunden unsere Umwelt ist ", sagte Makela . " Diese Technik bietet ein leistungsstarkes neues Tool , um die Kopplung von Ozean und Atmosphäre und wie Tsunamis breiten sich über dem offenen Meer zu untersuchen. "

Quelle:
Jonathan J. Makela
University of Illinois College of Engineering