Oversvømmelsesrisici:Mere præcise data på grund af COVID-19

Nye brug af Global Navigation Satellite System (GNSS) gør det muligt kontinuerligt at måle overfladiske ændringer i højden af ​​jordoverfladen. En undersøgelse fra University of Bonn viser nu, at kvaliteten af ​​disse målinger kan have forbedret sig betydeligt under pandemien, i hvert fald på nogle stationer. Resultaterne viser, hvilke faktorer der skal overvejes i fremtiden ved installation af GPS -antenner. Mere præcise geodetiske data er vigtige for at vurdere oversvømmelsesrisici og for at forbedre systemer til tidlig varsling af jordskælv. Tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve beretter nu om dette.

En række lande gik i politisk dekret sen dvale i begyndelsen af ​​Covid-19-pandemien. Mange af dem, der blev ramt af lockdownen, fik negative økonomiske og sociale konsekvenser. Geodesi, en gren af ​​jordvidenskaben for at studere Jordens tyngdekraftsfelt og dets form, på den anden side, har nydt godt af den drastiske reduktion af menneskelig aktivitet. Det er i hvert fald, hvad undersøgelsen nu offentliggjorde i Geofysiske forskningsbreve viser sig. Studiet, som blev udført af geodesister fra universitetet i Bonn, undersøgte placeringen af ​​en præcis GNSS -antenne i Boston (Massachusetts) som et eksempel.

GNSS -modtagere kan bestemme deres positioner med en nøjagtighed på et par mm. De gør dette ved hjælp af de amerikanske GPS -satellitter og deres russiske kolleger, GLONASS. I nogle år nu, det har også været muligt at måle afstanden mellem antennen og jordoverfladen ved hjælp af en ny metode. "Dette har for nylig givet vores forskningsgruppe mulighed for at måle højdeændringer i de øverste af jordlag, uden at installere ekstra udstyr, "forklarer Dr. Makan Karegar fra Institute of Geodesy and Geoinformation ved University of Bonn. Forskere, for eksempel, kan måle den bølgelignende udbredelse af et jordskælv og stigningen eller faldet af et kystområde.

Målemetoden er baseret på, at antennen ikke kun opfanger det direkte satellitsignal. En del af signalet reflekteres af det nærliggende miljø og objekter og når GNSS -antennen med nogle forsinkelser. Denne reflekterede del bevæger sig derfor en længere vej til antennen. Når det overlejres på det direkte modtagne signal, det danner visse mønstre kaldet interferens. Den kan bruges til at beregne afstanden mellem antennen og jordoverfladen, som kan ændre sig over tid. For at beregne risikoen for oversvømmelse i kystområder med lav højde, det er vigtigt at kende denne ændring - og dermed nedsynkning af jordoverfladen - præcist.

Denne metode fungerer godt, hvis den omgivende jord er flad, som overfladen af ​​et spejl. "Men mange GNSS -modtagere er monteret på bygninger i byer eller i industriområder, "forklarer professor Dr. Jürgen Kusche." Og de er ofte omgivet af store parkeringspladser - som det er tilfældet med den antenne, vi undersøgte i Boston. "

Biler forårsager forstyrrelser

I deres analyse, forskerne var i stand til at vise, at parkerede biler signifikant reducerer højden af ​​data:Parkerede køretøjer spreder satellitsignalet og får det til at reflekteres flere gange, før det når antennen, som et revnet spejl. Dette reducerer ikke kun signalintensiteten, men også de oplysninger, der kan hentes ud af det:Det er "støjende." Ud over, fordi "mønsteret" af parkerede biler ændrer sig fra dag til dag, disse data kan ikke let rettes.

"Før pandemien, målinger af antennehøjde havde en gennemsnitlig nøjagtighed på cirka fire centimeter på grund af det højere støjniveau, "siger Karegar." Under lockouten, imidlertid, der var næsten ingen biler parkeret i nærheden af ​​antennen; dette forbedrede nøjagtigheden til omkring to centimeter. "Et afgørende spring:Jo mere pålidelige værdierne, jo mindre højdeudsving, der kan påvises i de øverste jordlag.

I fortiden, GNSS -stationer blev fortrinsvis installeret i tyndt befolkede områder, men dette har ændret sig i de seneste år. "Præcise GNSS -sensorer installeres ofte i byområder for at understøtte positioneringstjenester til ingeniør- og opmålingsapplikationer, og til sidst til videnskabelige anvendelser såsom deformationsstudier og vurdering af naturfarer, "siger Karegar." Vores undersøgelse anbefaler, at vi prøver at undgå installation af GNNS -sensorer ved siden af ​​parkeringspladser. "