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研究亮點(diǎn)
成都山地所在泥石流產(chǎn)生的地震信號機制研究方面取得突破
由于缺乏泥石流災害發(fā)生時(shí)的直接觀(guān)測數據，分析和評估泥石流在運動(dòng)過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)參數依舊存在巨大挑戰。針對該問(wèn)題，成都山地所何思明研究員團隊張振博士與蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)，瑞士森林、雪和景觀(guān)研究所(WSL)以及荷蘭烏德勒支大學(xué)合作，利用地震信號可以直接記錄泥石流在運動(dòng)過(guò)程中相關(guān)信息數據的特點(diǎn)，將力鏈與單顆粒隨機沖擊力結合，通過(guò)分析2019年發(fā)生在瑞士Illgraben泥石流溝道的6次泥石流事件，從全新的角度揭示了泥石流的動(dòng)力特征以及其產(chǎn)生地震信號的機制。
研究表明，基于泥石流地震信號反演得到的泥石流對溝道施加的基底波動(dòng)力，與力板實(shí)測的泥石流基底波動(dòng)力相互吻合，且基底波動(dòng)力與泥石流的流深和重力之間都存在很強的非線(xiàn)性關(guān)系，這意味著(zhù)高頻地震信號可用于量化泥石流整體流動(dòng)特征。此外，研究還提出了用來(lái)定量解釋泥石流高頻地震信號與泥石流整體運動(dòng)特征之間關(guān)系的新的物理模型，在泥石流基底波動(dòng)力僅受單顆粒隨機沖擊或多顆粒力鏈隨機沖擊控制時(shí)，基底力波動(dòng)理論上對流深依賴(lài)的指數分別為 1.22 和 2.22。在Illgraben的這6次泥石流事件的基礎波動(dòng)力對流深的依賴(lài)性都在這個(gè)預測期間內，其他泥石流溝道的觀(guān)測數據以及大型水槽實(shí)驗的觀(guān)測數據也是如此。該模型從全新的角度揭示了泥石流在運動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生地震信號的物理機制，使得基于地震信號定量評估泥石流動(dòng)力特征成為可能。 該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2017YFC1501003)）、國家自然科學(xué)基金重大項目（41790433）資助。論文發(fā)表在自然指數 (Nature Index) 期刊 Journal of Geophysical Research: Solid Earth上，并被AGU邀請制作視頻予以報道。 原文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2021JB022755 視頻鏈接：https://youtu.be/PAIOEKiZP8Q
研究場(chǎng)地和泥石流示意圖 |
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