地震噪声在地球物理学、地质学、土木工程及相关领域中,指的是由多种原因引起的持久地面振动,这些振动通常是信号中的无法解释或不必要的成分。这些噪声来自于人类活动、大气现象、河流与海浪等多种来源。在我们的日常生活中,这些地震噪声不仅影响环境与建筑物的稳定性,还可能影响我们的生活质量。
地震噪声是任何依赖于地震学的学科中都至关重要的元素,它们影响了地震监测、油气勘探、以及结构健康监测等多个方面。
地震噪声的来源众多,其中低频部分(1 Hz以下)主要由自然原因造成,尤其是海浪的影响。而在高频部分(1 Hz以上),地震噪声则主要来自人类活动,如交通运输和工业工作。因此,我们在日常生活中经常会接触到这些由城市生活带来的噪声,无论是在居住的城市中,亦或是出行的时候。
这些地震噪声通常在0.1到0.3 Hz的频率范围内最为明显,并且是全球性现象,显示了与海洋波浪的频率交互作用。
地震噪声的存在对建筑物和其它基础设施的影响是显而易见的。事实上,这些噪声可以用来评估土木工程结构的低应变和时间变化动态特性。从桥梁、楼宇到水坝,地震噪声的分析提供了有关这些结构在地震或其它重要事件下的行为的宝贵信息。
运用地震噪声的技术已在结构健康监测中取得了显著成果,使得设计上能够更好地考量这些因素,并提高建筑物的安全性。
在地质学和地球物理学的科学研究中,地震噪声的录制在1950年代随着监测核试验的增强而得到广泛发展。由日本地震学家提出的多种方法,如空间自相关(SPAC)和频率-波数(FK)的应用,使得科学家能够更好地利用这些噪声进行研究和分析。
即使在COVID-19疫情期间,人类活动的减少导致地震噪声的显著下降,这不仅为地震监测提供了新的视角,还成为经济发展的间接指标。
地震噪声的多元性和实用性在日常生活和各种科学领域中扮演着重要角色,无论是结构安全,还是环境监测。面对未来,我们应该如何更好地理解并利用这些自然和人为的震动?