地震噪聲在地球物理學、地質學、土木工程及相關領域中,指的是由多種原因引起的持久地面振動,這些振動通常是信號中的無法解釋或不必要的成分。這些噪聲來自於人類活動、大氣現象、河流與海浪等多種來源。在我們的日常生活中,這些地震噪聲不僅影響環境與建築物的穩定性,還可能影響我們的生活質量。
地震噪聲是任何依賴於地震學的學科中都至關重要的元素,它們影響了地震監測、油氣勘探、以及結構健康監測等多個方面。
地震噪聲的來源眾多,其中低頻部分(1 Hz以下)主要由自然原因造成,尤其是海浪的影響。而在高頻部分(1 Hz以上),地震噪聲則主要來自人類活動,如交通運輸和工業工作。因此,我們在日常生活中經常會接觸到這些由城市生活帶來的噪聲,無論是在居住的城市中,亦或是出行的時候。
這些地震噪聲通常在0.1到0.3 Hz的頻率範圍內最為明顯,並且是全球性現象,顯示了與海洋波浪的頻率交互作用。
地震噪聲的存在對建築物和其它基礎設施的影響是顯而易見的。事實上,這些噪聲可以用來評估土木工程結構的低應變和時間變化動態特性。從橋樑、樓宇到水壩,地震噪聲的分析提供了有關這些結構在地震或其它重要事件下的行為的寶貴信息。
運用地震噪聲的技術已在結構健康監測中取得了顯著成果,使得設計上能夠更好地考量這些因素,並提高建築物的安全性。
在地質學和地球物理學的科學研究中,地震噪聲的錄製在1950年代隨著監測核試驗的增強而得到廣泛發展。由日本地震學家提出的多種方法,如空間自相關(SPAC)和頻率-波數(FK)的應用,使得科學家能夠更好地利用這些噪聲進行研究和分析。
即使在COVID-19疫情期間,人類活動的減少導致地震噪聲的顯著下降,這不僅為地震監測提供了新的視角,還成為經濟發展的間接指標。
地震噪聲的多元性和實用性在日常生活和各種科學領域中扮演著重要角色,無論是結構安全,還是環境監測。面對未來,我們應該如何更好地理解並利用這些自然和人為的震動?