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2025年3月28日,一场7.7级的强烈地震袭击了缅甸中部,震波传遍该地区。在该国仍在应对这场毁灭性灾难的后果之际,科学家利用哥白尼哨兵1号卫星的雷达图像,揭示了地震导致地面如何移动的详细情况,为了解实皆断层的构造机制和地震破裂规模提供了新视角。
就在地震发生的前一天,作为全球常规监测计划的一部分,哨兵1A号卫星捕获了缅甸的雷达图像。地震发生几天后,哨兵1C号再次访问该地点,并奉命获取另一幅图像。这两幅图像结合形成了实皆断层的干涉图。
哨兵1号任务由两颗卫星组成,它们轨道相隔180度,共同每六天覆盖全球一次。该任务提供地球的高分辨率雷达图像,不受天气条件或昼夜影响,以支持哥白尼的一系列服务和应用。其中包括北极海冰监测、冰山追踪和常规海冰测绘,以及检测由沉降、隆起、滑坡以及此次地震等引起的地面变形。
哨兵1A号自2014年投入使用,而哨兵1C号自2024年12月才进入轨道,仍处于调试阶段,但已不负所望。当前首要任务是支持救灾工作并悼念这场灾难中的遇难者,不过了解地面如何移动也至关重要。利用卫星雷达图像,科学家可以绘制破裂范围并识别地震风险增加的区域。
这些信息对于改进地震模型和制定有效的灾害应对策略至关重要,包括指导安全合理的重建工作,帮助社区更具韧性地重建。得益于哨兵1号任务,地球陆地表面的变化可以精确到毫米级,但这依赖于一种称为合成孔径雷达干涉测量的复杂数据处理方法。
这涉及将地震前后的两幅雷达图像结合,生成干涉图。通过利用雷达信号相位的微小差异以极高精度检测地面移动,结果是形成彩色条纹图案,揭示地震期间陆地的移动情况。此外,哨兵1号卫星的先进雷达成像模式,即地形观测渐进扫描,使科学家能够测量东西和南北方向的地面运动,这是一项独特能力。
大多数卫星成像雷达只能看到飞行路径的一侧,但通过“突发重叠干涉测量”技术,哨兵1号任务可以全面观测地面变形。第一组图像,将雷达图像与干涉图进行比较。左边的图像是哨兵1C号于4月2日捕获的雷达图像,右边的图像是干涉图,它是由3月27日哨兵1A号的图像与4月2日哨兵1C号地震后的图像合成的。
这些图像有效地放大了皎勃东周围地区,较紧密的条纹清晰显示了著名的实皆断层,它呈南北走向,同时也显示了地震导致的地面移动。从青色到黄色到红色到蓝色再回到青色的每个完整颜色周期,代表沿断层线约160厘米的地面位移。在断层线上,每个颜色周期代表约28毫米的地面位移。这些明显的条纹展示了地面不同部分的移动情况,断层两侧向相反方向移动,这是构造滑动的明显证据。
第二组图像提供了干涉图更广阔的视角(左边),右边紧密的条纹穿过曼德勒并向南延伸,清楚显示了破裂的范围。右边的图像使用哨兵1A号和1C号的数据揭示了“相干图”,断层在图中显示为穿过陆地的黑色裂缝。该相干图将两次采集日期之间发生变化的区域显示为深色,而稳定区域则显示为亮色。
德国航空航天中心微波与雷达研究所处理和分析数据的团队表示:“我们对结果的清晰度感到兴奋。”这些高分辨率雷达图像不仅视觉效果震撼,也是地震科学的关键工具。通过研究干涉图中的条纹和相位跳跃,地球科学家可以创建详细的地面变形图,帮助揭示地震如何以及在何处改变地表。这些信息对于理解地震活动和为未来事件做准备至关重要。
欧空局哨兵1号系统经理德克·格特纳表示:“这些数据改变了局面。它们使灾害发生后能够更快、更准确地进行评估,并帮助我们改进全球地震模型。这是空间技术帮助我们理解地震灾害的典型例子。”欧空局哨兵1号项目经理拉蒙·托雷斯说:“这些结果表明,新的哨兵1C号卫星运行完美,其数据可以与老卫星哨兵1A号的数据一样放心使用。”
哨兵1号捕捉到缅甸地震引发的地表变动
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