مهندسی آبخیزداری

امواج الكترومغناطيسي با سطوح و مواد مختلف، به شكل هائي متفاوت بر همكنش مي كنند. اين بر همكنش به صورتهاي بازتابش، جذب و يا عبور كه ميزان آن نيز به طول موج بستگي دارد، اتفاق مي افتد. همچنين مواد مختلف در باند هاي حرارتي كاملا متفاوت از يكديگرتابش مي كنند. اين ميزان تابش علاوه بر دما به گسيلمندي طيفي هر ماده نيز بستگي دارد. با استفاده از خواص طيفي مواد مي توان پديده هاي مختلف را از يكديگر تميز داد.دی وسینگ در سال 2003  با آنالیز جریان گرمای نهان سطحی(SLHF) 5 زلزله در مجاورت اقیانوس ها نشان دادند که بیشترین افزایش SLHF 7-2 روز طی زلزله اصلی پیدا شده واین افزایش احتمالاً به علت برهم کنش اقیانوس-زمین-اتمسفر است واین افزایش غیرعادی در SLHFیک هشدار زودبه هنگام برای یک زلزله فاجعه آمیز رافراهم کرده که یک درک بهتر از پیش زمینه صدا به علت جزرومد ها وبادهای موسمی در SLHFوجود دارد، همچنین بیان کردند که ماکزیمم پیش زمینه صدا از مکانی به مکان دیگر واز ماهی به ماه دیگر متغیر است.آنها در یک مقایسه SLHF از مراکز زمین لرزه های ساحلی و زمین لرزه هایی که دور از ساحل اتفاق افتادند، فهمیدند که رفتار غیرعادی SLHF طی زلزله اصلی فقط به زمین لرزه های ساحلی مربوط می شود. SLHF گرمایی است که بوسیله تغییرات فازها به علت انجماد یا تبخیر یا ذوب آزاد شده و این انرژی بین زمین واتمسفر و اقیانوس انتقال می یابد .

آنالیز داده های SLHF در پنج زلزله مورد بررسی ، وجود یک نابه هنجاری رفتاری قبل از وقوع زلزله ها را نشان دادند که این قبیل نابه هنجاری های کشف شده فقط به زلزله هایی که در نزدیکی اقیانوس ها اتفاق می افتد مرتبط هستند. الگوی سیستماتیک SLHF نشان می دهد یک پیش ماده بالقوه ای برای تامین اطلاعات درباره زلزله های فاجعه آمیزی که نزدیک مناطق ساحلی اتفاق افتادند ، به خوبی درحال پیش روی است .

قدرت تفکیک بالای داده های سنجش ازدور با قدرت تفکیک مکانی و زمانی، اطلاعات قابل اعتمادتری درباره SLHF  می تواند تامین کند که  این داده ها می توانند  به راحتی  برای اخطارهای زود هنگام زلزله های ساحلی استفاده شوند. SLHF  تغییراتی در بخار آب اتمسفر نشان می دهند. تمرکز نا به هنجاری بخار آب دراتمسفر در منطقه گجارت پیش از زلزله نشان داده شده است و برای آن ، این دیدگاه که یک کنش متقابل زمین- اقیانوس-اتمسفر طی زلزله رخ داده وجود دارد. بخار آب یک گاز گلخانه ای فعال است که بخشی از تشعشع برگشته از زمین را جذب می کند و در انباشته شدن گرمای نزدیک سطح زمین شرکت می کند. تجمع گرما اثراتی بر تبدیل انرژی می گذارد، در نتیجه آن ، افزایش در SLHF قبل از زلزله پیدا شده است. بعد از وقوع زلزله های اصلی ، آزاد شدن استرس انباشته شده یک کاهش سریع در SLHF  را نشان می دهد. محتوای رطوبت بالا در خاک و رطوبت هوا به انتقال انرژی به اتمسفر کمک می کند( دی وسینگ 2003 ) .

شدت تغییرات در SLHF به هنجار شده مربوط به این پنج زلزله به طور احتمالی به پارامتر های عمومی هواسنجی در مناطق زلزله ، نزدیکی منطقه زلزله به اقیانوس ، فصلی که زلزله در آن اتفاق افتاده و اتصال زمین- اقیانوس-اتمسفر مربوط است. طبیعت این قبیل اتصالات و پروسه های فیزیکی پنهان آنها هنوز درحال کشف شدن است. افزایش دما در مراکز زلزله قبل از وقوع آن ها به اتصال شدید زمین- اقیانوس- اتمسفر منجر می شود و نابه هنجاری SLHF قبل از زلزله را بیان می کند. انباشته شدن استرس ها قبل از زلزله ها در مراکز زلزله به طو احتمالی مسئول افزایش دما در قبل از زلزله است. آشکارسازی استرس انباشته شده بر حسب دمای سطحی و SLHF در وضعیت عمق کانونی زلزله ها مهم است. کنش متقابل زمین – اقیانوس- اتمسفر احتمالاً به وسیله پارامترهای بی شماری در مراکز زلزله و ناحیه اطراف آها کنترل می شود( دی وسینگ 2003 ) .

معمولاً  پيش از وقوع انواع زلزله ها مجموعه اي از اتفاقات غير عادي در طبيعت رخ مي دهند که مي توان آنها راعلائم هشدار دهنده اي براي وقوع زلزله به حساب آورد.از جمله اين اتفاقات تغييرات ناگهاني در وضع آب وهوا ،تشکيل ابرهايي با ويژگي هاي خاص در منطقه زلزله ، ناهنجاري هاي رفتاري در حيوانات ، صداهايي که از داخل زمين شنيده مي شود ، بالا يا پايين رفتن سطح آب هاي زير زميني ، برقهاي ناگهاني که بلافاصله قبل از وقوع زلزله درآسمان ديده مي شود و پيش لرزه ها را مي توان نام برد. ترونین در سال 2006 در این باره اینگونه بیان می کند: تعداد کمی پدیده در رابطه با تعیین محل زلزله ها است از جمله تغییر شکل دادن زمین، افزایش دمای سطح زمین، دود یا بخار متصاعد گازها و ترکیبات کلوئیدی بسیار ریزمایع یا جامد در گاز یک دست و اختلالات الکترومگنتیک در فضا که هر دو تغییر شکل در مقیاس افقی و عمودی در حدود ده ها سانتیمتر و متر بعد از حوادث زلزله اندازه گیری شده بودکه بعضی تغییر شکل ها بوسیله تداخل سنج RΑS با اطمینان ثبت شد(ترونین2006).

 اندازه گیری های پدیده های زمین لرزه و مساحی، داده های اصلی را برای فهمیدن دینامیک پوسته ، فرآیندهای لیتوسفر و واکنش پوسته  و برای توسعه مدل های عددی برای پیش بینی حادثه های فاجعه آمیزی از جمله زلزله وآتشفشان تامین می کند که پس از زلزله فاجعه بار کوبه ، مطالعه پدیده های الکترومغناطیسی در لیتوسفر، اتمسفر و یونسفر نیز به وسیله مراکز مطالعاتی ژاپن ، با هدف پیش بینی کوتاه مدت زمین لرزه در دستور کار قرار گرفته است.این تلاش ها زمینه تحقیقاتی جدیدی را تحت عنوان مکانیسم های مجموعه لیتوسفر ، اتمسفر و یونسفر در ارتباط با پیش بینی کوتاه مدت زلزله به وجود آورده است( ترالی و همکاران 2005).

 پیشرفت آینده سیستمهای RΑS بسیار دقیقی با وضوح تصویر متوسط با ترکیبی از تکنیکهایSPG وضع می کند.پیش بینی های تکنیکهای زمین لرزه با استفاده از بررسی های RΙ Thermal  توسعه می یابد. به عنوان مثال نتایج ابتدایی تحقیقات ترونین درسال 2002 حضور نابه هنجاری RΙ در شرایط زمین شناسی وتکتونیک مشابه برای آسیای مرکزی رانشان داد و همچنین به واکنش 5 زمین لرزه در شمال غرب چین پی برد.

ترونین وهمکاران درسال 2004 همبستگی دمای هوا با فعالیت های مربوط به زمین لرزه رادر حوزه رودخانه کامچاتکا واقع در شرق روسیه که به لحاظ فعالیت های آتشفشانی، پدیده های مربوط به زمین لرزه، چشمه های آب گرم، پستی وبلندی پیچیده وشرایط بد آب وهوایی برای مشاهدات ماهواره ای قابل توجه است، نشان دادند. مشاهدات ماهواره ای حضور نا به هنجاری دمایی سطح زمین در حوزه رودخانه کامچاتکا  را نشان دادند،آنها عکس العمل نا به هنجاری گرمایی بر روی سه زمین لرزه قوی در این منطقه را  ثبت کردند ودمای آب ، طغیان آب و تغییرات PH را به عنوان واکنش به حادثه های زمین لرزه بیان کردند.همچنین با آنالیز اتصال به  شباهت هایی بین ماهواره و مشاهدات زمینی مربوط به زلزله ها پی بردند. طی بررسی های صورت گرفته یک افزایش دمای آب در چشمه های گرم در حدود 20 روز قبل از زلزله 21 ژوئن 1996 مشاهده شد . پدیده های هیدرولوژی بسیار زیادی، دگرگونی سطح زمین و اتمسفر ، پدیده های یونسفری مربوط به زلزله ها ما را به تفکر به اتصال اتمسفر-یونسفر-لیتوسفر در پروسه های مربوط به زلزله ها تشویق می کند(ترونین 2004).

 تکنیک های ماهواره ای به ما اجازه می دهند غلظت گاز های اتمسفر نظیر CO_2,CO,H₂S,SO_2,HCL _, O_3,CH₄  را به حالت اول برگردانیم. پیشرفت های مهمی در تحقیقات زلزله و کاهش خطراتشان شده است. به هر حال حوادث وابسته به زمین لرزه های قابل توجه شایع تر از خطرات آتشفشان ها هستند و نتایج خسارات آنها حتی از زمین لغزه های شایع و خطرات فرونشینی خاک هم بیشتر است ، تحقیقات مورد نیاز در علم زمین لرزه که به مدیریت بهتر خطرات مربوط به زلزله و پیشگویی هایی بر پایه جهانی کمک خواهد کرد عبارتند از: محل ها،سرعت های لغزش و تاریخ زمین لرزه های خطرناک، دانستن دینامیک و حرکت شناسی سیستم گسل های فعال وکاربرد این دانش در ساختن احتمالات این رویداد( ترالی و همکاران 2005).  

منابع:

   Dey, S., Singh, R.P., 2003. Surface Latent Heat Flux as an Earthquake Precursor. Natural Hazards and Earth System Sciences 36, 749–755.

  David M. Tralli .T, Ronald G. Blom, Victor Zlotnicki, Andrea Donnellan, Diane L. Evans.2005. Satellite remote sensing of earthquake, volcano, flood, landslide and coastal inundation hazards. ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 59,185– 198

   S. Stramondo, M. Moro, C. Tolomei, F.R. Cinti, F. Doumaz 2003. InSAR surface displacement field and fault modelling for the 2003 Bam earthquake (southeastern Iran) . Journal of Geodynamics 40, 347–353

  Tronin, A.A. 2006. Remote sensing and earthquakes: A review Phys. Chem. Earth 31,138–142                                                                                                                       

  Tronin, A.A., Hayakawa, M., Molchanov, O.A., 2002. Thermal IR satellite data application for earthquake research in Japan and China.J. Geodynamics 33, 519–534.

  Tronin, A.A., Biagi, P.F., Molchanov, O.A., Khatkevich, Y.M., Gordeeev,E.I., 2004. Temperature variations related to earthquakes from simultaneous observation at the ground stations and by satellites in Kamchatka area. Phys. Chem. Earth 29, 501–506.