NASAの研究者、大気中の轟音で津波を検知

1946 年 4 月 1 日の致命的な津波の際、海面が 9 メートル以上上昇したハワイのオノメア湾では、波が激しく揺れています。新興技術は、宇宙に向けて投げられる音響波紋と重力波紋を介して、これらの自然災害を検出するのに役立つ可能性があります。

新しい危険監視技術は、GPS 信号を使用して環太平洋火山帯で波狩りを行います。 ガーディアンの長期的な目標は、早期警戒システムを強化することです。

地震、海底火山、その他の地球を揺るがす力によって引き起こされる津波は、沿岸地域のコミュニティを壊滅させる可能性があります。 事前警告の提供に関しては、一秒を争うことになります。 NASA のジェット推進研究所の科学者たちは、海の最も危険な波を大気の彼方から検出するための新しいアプローチをテストしています。

GUARDIAN (GNSS Upper Atmospheric Real-time Disaster Information and Alert Network) と呼ばれるこの実験的な監視システムは、地球を周回する GPS およびその他の経路探索衛星のクラスターからのデータを利用します。 これらのクラスターは総称して、全地球航法衛星システム (GNSS) として知られています。 彼らの無線信号は世界中の何百もの科学地上局に送信され、そのデータは JPL の Global Differential GPS (GDGPS) ネットワークによって処理され、リアルタイムの位置精度が数インチ (約 10 センチメートル) まで向上します。

このアニメーションは、2011 年 3 月 11 日の東北地方太平洋沖地震と津波によるエネルギーの波が、どのようにして日本付近の地球の電離層を突き抜け、電子の密度を乱したのかを示しています。 これらの妨害は、衛星と地上受信機の間の GPS 信号を追跡することによって監視されました。

新しいシステムは信号を選別して、地球上のどこかで津波が発生したことを示す手がかりを得る。 どのように機能するのでしょうか? 津波が発生すると、何平方マイルもの海面がほぼ同時に上昇および下降し、その上のかなりの量の空気が押しのけられます。 押しのけられた空気は、低周波音と重力波の形であらゆる方向に波紋を広げます。 数分以内に、これらの振動は大気の最上層である太陽で調理され、帯電した電離層に到達します。 その後起こる圧力波と荷電粒子の衝突により、近くの航行衛星からの信号がわずかに歪む可能性があります。

ナビゲーションツールは通常、このような電離層の乱れを修正しようとしますが、科学者はそれらを命を救う警鐘として使用できると、ガーディアンを開発しているJPLの科学者レオ・マルティレ氏は指摘します。 「これをエラーとして修正するのではなく、自然災害を見つけるためのデータとして使用しています」とマルティレ氏は語った。

早期警戒戦略を強化するための航法衛星システムの使用を検討している国連のGNSS国際委員会内のタスクフォースの共同議長を務めるマルティレ氏は、この技術はまだ成熟していると述べた。 現在、ガーディアンのほぼリアルタイムの出力は、津波の兆候を特定する訓練を受けた専門家によって解釈される必要があります。 しかし、すでにこの種の監視ツールの中で最も高速な監視ツールの 1 つとなっており、電離層に到達する津波の轟音のスナップショットのようなものを 10 分以内に生成できます。 そして、海岸から津波の発生源までの距離に応じて、最大 1 時間の警告を提供する可能性があります。

タイのプーケットでは、より安全な場所を示す避難標識が設置されている。2004 年 12 月 26 日、海底地震に続いて壊滅的な津波が発生した。現代史上で最も悲惨な自然災害の 1 つであり、複数の国で少なくとも 225,000 人が死亡した。

「私たちは、ガーディアンが、地震計、ブイ、潮位計など、非常に効果的ではありますが、外洋を体系的にカバーしていない地上および海洋の既存の機器を補完する日が来ることを想像しています」と、同じく JPL 開発チームの一員であるシダース・クリシュナムーシー氏は述べています。 。 NASA の災害プログラムに所属する科学者は現在、津波をより迅速に検出するために GNSS ステーションで地上の機器を使用しています。

ジェラルド・ボーデン氏は、「海洋近くで大規模な地震が発生した場合、津波が発生する可能性を理解するために地震の規模と特徴をすぐに知りたいし、実際に津波が発生したかどうかを知りたいと思う」と述べた。 、ワシントンのNASA本部で地球の表面と内部のプログラムサイエンティストを務めています。 「現在、津波が上陸する前に発生したかどうかを知る方法は 2 つあります。NOAA の DART ブイと GNSS 電離層観測です。ブイの数は限られており、非常に高価なので、GUARDIAN のようなシステムは現在の状況を補完する可能性があります。警報システム。」

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現在、ガーディアン チームは太平洋の地質学的に活動的な環太平洋火山帯に焦点を当てています。 米国海洋大気庁（NOAA）が管理する歴史データベースによると、1900年から2015年の間に確認された750件以上の津波のうち、約78％がこの地域で発生した。 ガーディアンは現在、太平洋の対象地域の半分強を監視しています。

GUARDIAN チームは、専門家が GNSS ネットワーク上の個々の衛星局のリンクを調査することで、電離層の状態をほぼリアルタイムで調査できる Web サイトを開発しています。 ユーザーは、環太平洋火山帯周辺の約 90 か所の観測点からのデータにアクセスし、イベント発生から数分以内に関心のある信号を発見できます。 チームは、対象範囲を拡大し、津波や火山噴火や地震などのその他の危険に自動的に警告できるようシステムを改良することを目指しています。

ジェーン・J・リー / アンドリュー・ワン

ジェット推進研究所、カリフォルニア州パサデナ

818-354-0307 / 626-379-6874

[email protected] / [email protected]

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