自然灾害事件次声源定位及传播理论研究

本项目研究广域范围异常次声源监测技术，通过建立覆盖我国疆域的次声传感器网络系统平台，对自然事件的次声波源定位跟踪，在此基础上研究自然事件次声波的产生和次声的远距离传播特性，前期连续的数据观测表明重大自然事件如地震、台风、泥石流等发生前、后会释放出频率低、幅值较高、特征明显的次声波，由于这种极低频次声波的传播受风向、温度梯度和地貌影响很大，常规的简单阵列定位算法不能获得准确的结果，本项目将研究广域随机阵列的次声定位方法，采用彩虹图法和声成像法给出复杂次声场的云图，实现次声源定位，在此基础上，分离不同自然灾害产生的次声信号，通过研究次声波与自然事件在时间、空间及其他参数上的对应关系，建立次声波与自然事件的关联性，可能帮助人们了解自然事件的产生过程，进而建立有效的观测机制，本项目所建立次声监测网络系统也将促进次声学研究的发展。

本项目研究广域范围异常次声源监测技术，通过建立覆盖我国疆域的次声传感器网络系统平台，对自然事件的次声波源定位跟踪，在此基础上研究自然事件次声波的产生和次声的远距离传播特性，研究广域随机阵列的次声定位方法，实现次声源定位，通过研究次声波与自然事件在时间、空间及其他参数上的对应关系，建立次声波与自然事件的关联性，可能帮助人们了解自然事件的产生过程，进而建立有效的观测机制。.本项目研究自2012年1月获得资助开始，根据项目研究内容经过四年的研究：(1)改进了低频次声传感器。建立了传感器设计和误差分析模型，使得理论模型与实际设计能很好的吻合；改进工艺，大大提高了传感器的一致性和长期工作的稳定性，为次声传感器网络的建立及稳定运行奠定基础。（2）建立了覆盖我国疆域的次声传感器网络系统平台，在全国各地建立了38个站点，具备一定的规模，次声传感器网络系统持续监测多地异常次声信号，获得可靠有价值的数据，为项目的研究提供平台支持。（3）完成异常次声波源远距离传播规律研究，建立了基于较高精度和实时性的ERA-interim大气模型，大气剖面有效声速法能够直观的观测判断远距离次声波传播情况，能够判断次声波能否在大气声波导作用下远距离传播，并判断次声阵列接收到的实际次声波到达仰角和迹速度。（4）完成大气中异常次声源的定位、跟踪及次声源产生机理研究。建立了异常次声波特征分析方法，探索地震前兆异常次声源的定位，水坝产生的次声源定位及机理研究，极地低气压气旋次声源的定位与跟踪。