四川
封面新闻记者 张峥
跨越川渝滇贵，直径500公里，观测150-300公里高空的“空中大网”，将从现在起，开启对青藏高原东缘与成都平原西侧自然灾害的全天候监测。
日前，由成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护全国重点实验室科研团队，牵头建设的高频多普勒监测阵列正式投入运行。阵列将为探索地球圈层耦合机理、提升地震等自然灾害监测能力提供全新的科学手段。
高频多普勒监测阵列分布川渝滇贵 供图 陈界宏
布局川渝滇贵 监测点位跨越地表垂向落差约7000米
该项目集结了中山大学、桂林理工大学、西华师范大学、西南交通大学、稻城高海拔天文科学中心、中国地震局地震预测研究所、中国地质大学（武汉）等十余所高校与科研单位协同攻关。成都理工大学张晟嘉老师承担了监测阵列的建站选址核心工作。
团队负责人陈界宏告诉记者，受地形影响及青藏高原太阳照射的热作用，所选监测区域会产生大量的声重力波，同时又是自然灾害高发区，在此捕捉跨圈层传播的声重力波具有极高的科学研究价值与应用前景。
稻城站建设 供图 陈界宏
“监测点在高空中覆盖了从海拔7500多米的贡嘎山到平均海拔500米的成都平原，垂向落差约7000米。”他介绍，这张直径达500公里的监测网，包括了2个发射站点和8个接收站点。布局区域涵盖了青藏高原东缘与成都平原西侧，是全球垂向落差最大的地方之一。
厘清声重力波信号 溯源自然灾害方位
“物质发生破坏前会产生波动，这种波动会以近声波的速度传播。地震、滑坡、台风、山火、火山等灾害产生的波动也属于声重力波范畴。”陈界宏解释，由于大气是滤波器，声重力波的频段能上传至电离层，科学家通过对电离层扰动的监测，从而实现灾害的监测和分析。
地面发射与接收天线 供图 陈界宏
而在早期研究中，科学家虽已发现声重力波会扰动电离层，但因未充分考虑波长问题，且缺乏多频段监测，导致观测到的波相无法厘清是观测误差还是真正的传播信号。如今，团队通过大范围监测有效厘清了声波传递的信号，并利用技术进行溯源，确立地面声波的扰动源，进而推测自然灾害可能发生的位置。
56个空间监测点 布下“隐形地震仪”
“监测阵列的空间覆盖范围直径约500公里。”陈界宏解释，其核心原理是利用电磁波在电离层反射的传播特性——类似电台广播。在发射端主动发射电磁波，并在接收端捕获该信号。“可对两点中点上空电离层垂向扰动开展持续监测。若电离层发生向下运动，根据多普勒效应，接收到的电磁波频率将会升高。据此，可反推电离层的垂向扰动状态，从而实现对电离层上下运动的实时监测。”
安装全天空照相机 供图 陈界宏
“一般而言，发射频率越高，电磁波能够穿透到达的电离层高度也越高。”他介绍，通过调配不同频率电磁波信号，能够分层捕捉不同高度区域的电离层状态。整套阵列共设置56个电离层三维空间监测点，相当于在100公里到300公里高空布设了56台“隐形地震仪”，其中，全球海拔最高的稻城站所接收的监测信号，源于海拔7500余米的贡嘎山上空，这一关键位置为研究地形引发的声重力波扰动奠定了重要基础。
稻城站建设 供图 陈界宏
设备安装 供图 陈界宏
陈界宏介绍，目前监测阵列具备双向信号捕捉能力，既可识别来自空间事件自上而下引发的电离层扰动，也能捕捉地震等自然灾害自下而上传递的异常信号。
他表示，这套高频多普勒监测阵列的建成投用，将有力支撑岩石圈、大气圈、电离层多圈层耦合关系与内在机理的前沿科学探索，持续助力地震等自然灾害的监测、预测与预报研究。
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