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风暴如何撼动大地

类别:加州|地震科学|地震波

2019年2月14日

目前正在击倒美国西海岸的冬季风暴的系统不仅仅是天气滋扰。除了造成广泛的洪水,土地和泥石,妨碍了高速公路上的交通流量,这些风暴也关注美国地震师。一方面,他们禁止我们常规执行的一些地震监测。但他们也是伪装的祝福,因为我们可以利用他们的巨大能量来研究地球的内部。乍一看,似乎与大气中的暴力流程相当矛盾,如强大的暴雨,可能会帮助我们了解我们脚下深处的东西,而是挂断,因为我们将尝试解释这个博客文章中的联系。

目前的风暴影响地震测量的方式可以在图1中看到。它显示了位于加州大学伯克利分校植物园伯克利山深处的地震仪记录的三天地面运动情况。这个记录读起来就像一页书,每一行从左往右,然后跳到下一行。每条线代表一个小时的地面运动。该记录从2月11日下午1点(太平洋标准时间)开始,大约在3天后的2月14日的同一时间结束。

Wiggles的屏幕截图显示了伯克利山中的地震仪的地面运动的三天地震录制。

图1:在伯克利山用地震仪对地面运动三天的地震记录。很明显,在录音中间,动作显著增加。这是由于接近大气河。

首先:这个记录中没有可辨别的地震。它们将显示在此显示中具有强烈的冲动的峰值。然而,它非常明显,地面运动大约在记录中大幅变化。是什么开始作为一个低振幅,相当温和的运动在图中的上半部分变成了更强大的地面运动,下半部分在较大幅度大约十倍。那么,是什么造成这种变化,在2月12日至13日的夜晚举行了几个小时?为什么地面运动变得如此强大?

北加州欧宝娱乐地址的居民可能还记得,在那个晚上,最强的风暴——源于夏威夷周围热带水域的一条大气河流——开始向加利福尼亚海岸靠近。任何一个冲浪者或任何人都可以证明,任何一个在海滩上观察过即将到来的风暴的人,这样的风暴会产生巨大的海浪,在海岸线上冲破。有时,这些浪花如此强烈,以至于当海浪袭来时,敏锐的观察者都能感觉到地面的隆隆声。然而,这些隆隆声很快就会被地球吸收,不太可能引起伯克利山地震仪记录的震动。

相反,想象一下进一步的海上。虽然波浪没有突破,但他们仍然可以巨大和恐吓。它们也越深进入水柱。近海几英里,没有海浪击中海滩,但他们的底部爆炸进入大陆架,浅沿海水域大幅进入更深层次的海洋地区。沿着加利福尼亚州北部的海岸,大陆架只有欧宝娱乐地址几英里宽。在图2中,它是浅滩沿海的浅绿色区域。大风暴的波浪朝下,并影响了这个架子的大陆坡。

加利福尼亚州海岸的大陆架地图。

图2:加州海岸外的大陆架(绿蓝色区域)地图。它向近海延伸几英里,然后在一个陡峭的斜坡上坠落
来源:美国国家海洋和大气管理局。

这次冲击足以撼动整个加州。事实上,这使得整个大陆都在摇摆。当超级风暴桑迪在2013年春天袭击美国东海岸(请看2013年4月25日的博客文章)。在日常生活中,我们感觉不到这些运动,地震学家称之为海洋微震。它们最多只有几千英寸的强度,但我们灵敏的地震仪清楚地记录了它们,即使它们没有最近的风暴时那么大,如图1的顶部所示。

风暴期间强烈的海洋微震大到足以掩盖记录中隐藏的小地震。从这个意义上说,大风暴阻碍了我们对微地震的监测能力。但更大的地震引起的地面运动仍然会产生比风暴噪音更强的信号。

积极的一面是,地震学家也利用了来自遥远海洋的海浪注入大陆的能量。通过建立地震仪网络,他们可以利用这些能量照亮传感器下的地面。它使他们能够识别岩石的局部变化,发现断层和偏移,并调查盆地的深层地质结构。(hra162)