? ? ? ?目前研究已知地震與海嘯發生的同時伴隨著事件發生地地磁場的變化。對于地震而言,首要表現為壓磁效應,即由于斷層大規模累積應力的突然釋放而導致地磁場變化;對于海嘯而言,則是海水突然運移導致大氣壓力的改變,進而影響大氣電離層,使得地磁場突然發生變化。上述兩種事件所導致的地磁場變化都能被位于不同地點的觀測網絡站點觀測到。由于電磁波是以光速傳播的,所以該新技術的顯著的優勢就在于速度,通過監測地磁場的變化能夠立即探測到事件的發生。但由于不同站點所監測到的地磁場信號是波動的,因而如何確定所探測到的磁場發生了異常是整個研究的關鍵所在,這決定了該技術的核心在于預測正常磁場的具體位置。
? ? ? ?研究人員專門開發出一套用于檢測并評估日本不同地點地磁場,特別是觀測站點地磁場的方法。研究人員運用了目前最先進的稱為“深度神經網絡”(DNN)的機器學習算法。借助該算法,使機器通過對大量歷史檢測結果的學習來創建并優化一種極為復雜的多層操作集,從而實現對所檢測到的數據向地圖的精準映射。研究人員利用2015年所獲取的50萬個數據點,創建了一個能夠預測觀測點磁場變化的網絡,其預測精度是迄今為止最高的。同時,由于DNNs相對較低的計算成本,使得該系統能夠配合高靈敏性探測網絡,實現對地震與海嘯的光速探測,從而形成有效的預警系統以最大程度減輕災害損失及人員傷亡。
參考資料:
[1] Fast, accurate estimation of the Earth's magnetic field for natural disaster detection. https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181014142703.htm
[2] Neural network based geomagnetic estimation for multi-site observation system. IEICE Communications Express, 2018, 7 (10): 352
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(中國科學院蘭州文獻情報中心 張樹良 編譯)
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