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主题:【原创】核试验监测趣谈(1)---你放炮仗,俺知道 -- 奔波儿

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家园 【原创】(5)画个十字还是圈圈

作为PTBT(“部分禁止核试验条约”)的发起国之一,英国财力有限,而且早早就没有了昔日满世界撒网的喜好,但英国人不缺点子。他们在监测地下核试验方面,走的是一条技术流的路子。

众所周知,任何观测记录都不可避免得要带入噪声,越灵敏的仪器越容易记录噪声,地震记录也一样。噪声的来源多种多样,比如地震台附近的街道驶过一辆拖拉机,或者旁边盖楼的工地上有个打桩机,这一般被称为“人工噪音”;大自然也时不时来掺和一下,比如海浪拍打沙滩,甚至包括地球自身的脉搏(“脉动”)。地震仪把所有这些震动信息一股脑全部记录下来,如果这些背景噪声过高,就会影响甚至掩盖人们所关注的真正的信号。还有一个问题,是系统噪声,来自地震仪的机械或者电子装置,也有信号处理的过程中带入的。另外,由于各个地震台所处的自然环境千差万别,对同一地震或者爆炸信号的记录差别可能很大,这都会影响到最后的数据汇总和分析。

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难道“鱼和熊掌”的兼得问题真得无法解决吗?英国人给出的法子很简单,选一个远离人烟和海滨的所在,多买几台同一款式的仪器,然后布设一个台阵,利用干涉测量法(Interferometry)的原理,就可以有效地压制噪声,提高信噪比和分辨率。举个最简单的例子,两个眼睛比一个眼睛更容易确定一个物体的位置。

天文学家是最早利用这一原理的一群人,他们将射电天文望远镜组成阵,做出了一系列重大发现,比如发现了银河系中的微类星体、遥远星系的爱因斯坦环、伽玛射线暴。世界上最大的射电天文望远镜阵列位于美国新墨西哥州荒原上,如下图所示。

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1962年,英国国防部在当时还属于大英帝国的自治领的加拿大,找到了一块适合安设地震台阵的地点---西北地区(Northwest Territories)的黄刀(Yellow Knife)镇。这个小镇坐落于大奴湖畔(Great Slave Lake),靠近北极圈,人烟稀少,没有什么人类活动的干扰,从距离上也足够探测苏修在北极圈的新地岛搞的核试验,而且也照顾到美帝自己在阿留申群岛的地下核试验。当然,英国和美帝是表兄弟,在这上面不存在互相对付的问题。

英国人设计的这个台阵是一个“十”字,起初由十九个地震仪组成。该台阵一直运行至今,从最初的模拟记录,过渡到磁带记录,现而今当然已经是完全的数字记录,所有记录通过网络实时连接数据中心及其它相关单位。

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1968年,根据美国和挪威的一项协议,双方在奥斯陆以北的Kjeller布设了一个环环相扣的地震台阵,名为NORSAR。这个台阵是一个直径约100公里的大圈,圈中有22个子台阵,每个子台阵又分别由环形分布的的地震仪组成。由于挪威离新地岛更近,苏修的新地岛地下核试验有啥风吹草动,地震学家和军事专家都能准确地侦测出。之后,美帝又打着各种各样的名义,先后在挪威的北部、芬兰以及冰岛布设了环形台阵,既用于检测苏修,又用于天然地震相关研究,帮助地震学家们取得了大批丰硕的成果。

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另外,美国的地震学家还设计了其它各种形状的地震台阵,诸如三角形、六角形、八角形等。在加州这个地震簇集之地,没准您就能碰见。

值得一提的是,冷战结束之后,特别是“全面禁止核试验条约(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty)”于1996年10月签署以后,NORSAR的工作人员基本就很少参与核试验监测的工作,而是逐渐发展成为石油工业界一家有名的仪器和软件公司,这也算是“无心插柳柳成荫”吧。

几年前,申请做“后”的时候,有来自挪威的offer,与核试验监测测相关。泰山大人说,最好不要参与,因为这种研究涉及到国防军事,作为外人肯定不被对方信任,工作中会处处设防,而一旦回国,则因为这段经历,有可能会被国内敏感部门关注,也不会被信任或重用。既然如此,那就byebye了您啦。

GAME OVER!

通宝推:潮起潮落,刹那芳华,

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