“张衡一号”电磁监测实验卫星为预告地震探路-千龙网?中国首都

2018-02-18 20:44

新闻背景

2018年2月2日,“张衡一号;电磁监测实验卫星成功由长征-2D运载火箭从酒泉卫星发射核心送入太空。据国防科工局专家先容,这次发射的“张衡一号;是我国地震破体观测系统第一个天基平台,即首颗观测与地震运动相干电磁信息的卫星,也是我国地球物理场探测卫星打算首发星。2月5日,中国遥感卫星地面站胜利接受到“张衡一号;发还的数据。

地震是迫害性极强的灾难之一。据结合国统计,20世纪以来,全世界因地震逝世亡人数达260多万。我国处于世界两大地震带之间,境内地震散布广、强度大、震源浅,是世界上大陆地震活动最强烈、灾祸最严峻的国家之一。资料显示,20世纪有1/3的陆上损坏性地震发生在我国,死亡人数约60万,占全世界同期因地震死亡人数的一半左右。另外,地震预报又是一个世界性困难,至今虽然研究了一些办法,但目前都不太可行。

这次发射的“张衡一号;将尝试开展地震电磁信息分析研究,摸索地震前后电离层响应变化的信息特征及其机理,为地震观测研究提供有价值的信息;还将研究地球系统特别是电离层与其它相关圈层彼此作用及其效应,向航空航天、导航通讯等相关领域提供空间电磁环境监测数据运用服务。

居高临下全地利监测地震

目前,世界各国监测地震的主要手腕还是地面台站观测。我国也已建立了笼罩全国的数字地震台网、数字前兆台网、数字强震台网和国度GPS观测网络等。

不外,用地面台站观测存在很大的局限性,这是由于受观测环境和生涯环境等诸多客观前提的限度,在国境边界、大陆、深谷和原始森林等地区建台比拟难题,全球的观测台网密度很不平均,存在很多监测空白区。另外,现有的地面观测台站受到越来越重大的干扰。这些都会导致地震监测区域空缺和观测资料不足。还有,用地面台站观测,存在全天候、寰球性和动态性较差等先天不足,不利于地震预报和地震科学研究的进一步发展。

利用卫星进行对地观测可以战胜地面台站观测的许多不足,因为它具备覆盖范畴广、电磁环境好、动态信息强、无地区制约,以及全天候、全天时、周期短、效力高和动态性强等长处,可能从更大的标准上进步对地震孕育发生法则的研究和意识,补充惯例地面地震监测手段的不足。

例如,通过导航卫星可有效监测板块之间以及板内各块体之间的绝对活动和地壳应力场变化,监测地质构造随时间的变化就能探索预报地震的可能性。用星载“甚长基线干预仪;,可准确地记载板块(沿数百公里基线)的挪动情况,精度达厘米级。

气象卫星曾充任先锋

实际和研究都表明,在地震发生前,因为震区岩层大面积受力,使震中四周的岩层发生裂隙,二氧化碳、氢气、氮气和甲烷等气体从岩层的裂隙中释放出来。同时,地表电磁场的异常变化会轰击这些气体,从而开释出热量,产生热红外异常现象。

用气象卫星上的红外遥感器能得到日夜云和地表的红外辐射信息,把这些信息以图像情势表现就是红外云图。20世纪80年代末,我国地震工作者开端利用气候卫星获取的热红外数据进行地震预报试验研究,并取得一些结果。

好比,2003年1月20日,一幅风云-1D卫星遥感图像显示,在墨西哥科利马州四周,图像色彩呈深红色,表明增温3℃左右,其附近10多万平方公里海疆也显示显著增温。第二天,在墨西哥科利马州太平洋沿岸发生里氏7.6级地震。

2003年5月21日,风波-1D景象卫星云图显示,在地中海地域有异常增温现象。果然两天后,阿尔及利亚首都阿尔及尔邻近发生里氏5.4级地震。

在2008年5月21日我国汶川大地震前,由于当地连日阴雨天,受云层的干扰,卫星热红外辐射计探测不到云层下低空大气的温度,所以无奈做出临震前预报。有专家指出,如果当时有该地区持续的空间监测的热和电磁效应的图像,可能会有预报。

实践和研究证实,利用卫星热红外信息进行地震短临预报在预报强震方面有必定后果。

监测电磁预报地震成趋势

大批的观测事实显示,在多数大地震发生前,均在震中及其邻区发明过大量与电磁波有关的异样景象。而这些电磁场的变更会终极反应在大气的电离层中,因而应用卫星监测电离层变化,可认为人们正确预报地震供给参考。

实在,早在暗斗时代,因为地下核试验产生的强震会引起电磁异常,所以为了监测有关国家地下核试验的情形,苏联曾发射过多颗这种可监测电磁异常的卫星。后来,这种电磁监测卫星又逐步用于地震预报,转化成为专门的地震卫星。

1983年,有专家对1颗遥感卫星经由地震区域时的记载数据分析后发现,震前和震后多少非常钟至数小时内超低频电磁信号加强,这一成果极大推进了地震-电磁现象的研究。1989年,日本和苏联卫星又观测到了28次5.2至6.1级地震前均有低频电磁辐射,涌现概率最大是在主震前l2至l4小时内。尔后,还有多颗卫星所获数据都表明,地震前后低频电磁信号都有显明的变化。因此,地震学家广泛以为,用卫星捕获电磁前兆有可能是地震短临预报最有效的手段之一。

从2001年开始,马会免费特供资料站,俄罗斯、法国、欧航局等陆续发射了一些地震卫星,主要用于探测感应电场、感应磁场、基础磁场和高能粒子等电离层参数。

受到运行周期、卫星机能等的影响,用1颗地震卫星观测只能获取有限的地震前兆信息。在一次较大地震产生前的一个月内,1颗卫星飞过地震震中上空的次数也就几回,而且持续时间无比短,可以取得的观测数据非常少,仅凭这些数据来断定地震的时光、空间和强度是异常艰苦的。假如能建立包含监测电磁、重力、热红外辐射等多种不同类型卫星组成的星座,则可满意地震预报请求。

“张衡一号;达到国际先进水平

“张衡一号;是我国第一颗专业进行电离层电磁扰动监测的卫星,用于监测全球空间电磁场、电磁波、电离层等离子体和高能粒子沉降等物理量。它的主要工程目的之一是:建设重点监测中国全境,并能获取全球电磁信息的试验卫星及其地面、利用系统,测验卫星电磁监测新技术装备的效力和空间适应性。同时搭载国际相关载荷,发展全球7级以上、我国6级以上地震电磁信息分析研究。

该卫星采取中国航天科技团体五院航天东方红卫星有限公司自主研发的CAST2000平台进行设计,并有针对性地进行改良,发射品质约730千克,形状为1.4米×1.4米×1.4米的立方体,装载了6根舒展长度4米多的伸杆,采用单太阳电池翼及三轴对地稳固姿势,设计寿命为5年。它装载了高精度磁强计、感应式磁力仪、电场探测仪、等离子体剖析仪、朗缪尔探针、全球导航卫星体系掩星吸收机、三频信标机和高能粒子探测器8种科学探测有效载荷,可实现在低地球轨道对空间电磁场、电离层等离子体、高能粒子的监测。

“张衡一号;卫星运行于约500公里高度的太阳同步轨道,重访周期为5天,即卫星每5天在同一个时间从统一个地位的上空飞过,观测区域可覆盖地球南北纬65°内的区域,重点观测区域覆盖我国海洋全境和陆地周边约1000公里区域以及全球两个主要地震带。

“张衡一号;发明了我国卫星研制范畴的多项首次,总体技术指标达到国际进步程度,局部技术指标到达国际当先水平。

依照筹划,“张衡一号;将部署6个月左右的在轨测试工作,检修和评估卫星数据质量,之后交付中国地震局进行使用。

固然目前应用电磁监测试验卫星尚不能直接预测预报地震,当初它还重要是用于对地震预兆信息研究,为将来树立地震监测预告体制进行前期技巧贮备,然而跟着在地震电磁耦合机理方面的冲破、观测数据材料的积聚、对地震前兆信息特点跟烦扰消除方式研究的深刻以及其它信息如重力、红外、形变的综合,地震猜测迷信研讨还将逐渐获得提高。

今后,我国还可以与国外的卫星配合,组成星座编队飞翔,提高电磁监测的时间辨别率。另外,“张衡一号;的02星正加快推动立项,计划将于2020年发射。


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