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手機免App也能預測地震 華人研究員孔慶凱想法獲Google採用

孔慶凱(右)的地震學博士學位導師正是柏加大鼎鼎有名的地球與行星科學系教授、地震實驗室主任艾倫(左,Richard Allen)。艾倫領導了手機移動程式MyShake的研發。(取自柏克萊加大官網)
孔慶凱(右)的地震學博士學位導師正是柏加大鼎鼎有名的地球與行星科學系教授、地震實驗室主任艾倫(左,Richard Allen)。艾倫領導了手機移動程式MyShake的研發。(取自柏克萊加大官網)

柏克萊加大地震學研究室華人研究員孔慶凱(Qingkai Kong)24日說,他參與了地震預警系統MyShake的研究,並發現可利用成千上萬的安卓手機自帶的加速傳感器傳來的數據,計算地震數據從而預警。

目前,此想法已被Google採用,手機自動記錄震動,將數據輸入網絡並即時分析,和所有搜索地震關鍵詞的人分享地震規模、位置和估計的震動區域。Google長遠目標是,即使某國家沒有地震預警網絡,也能利用手機上這種迷你地震儀預警。

孔慶凱參與地震研究9年,地震學博士學位導師正是柏加大鼎鼎有名的地球與行星科學系教授、地震學實驗室主任艾倫(Richard Allen)。艾倫領導了手機移動程式MyShake的研發,去年聯合州長應急服務辦等部門發布,為全美首個州級範圍內的地震預警系統。MyShake透過地質調查所運營的ShakeAlert地震早期預警系統提供警報。

ShakeAlert檢測地震的第一個震波(稱為P波)來預警,震波的傳播速度快於破壞性更大的S波。而用於通信的無線電波遠快於地震波,接受者離震央越遠,P波和S波之間的延遲就越大,MyShake發出的預警時間越長。

孔慶凱說,MyShake預警系統主要為兩部分,一是已啟用的手機App,透過ShakeAlert預警;一個就是正在研發利用手機本身加速傳感器來探測地震並預警。此想法已和Google合作。只要是安卓智能手機,即使沒有裝App,也能利用內嵌的加速傳感器檢測地震。

手機加速傳感器,能感知不同方向的加速度,進而記錄、測量甚至預警地震。研究者的職責,是利用手機現有的硬體傳感器,開發算法和軟體,把硬體的用途變成測量地震的裝置。傳統地震台利用大型傳感器測量地震波,而一個個手機相當於大量小型傳感器來檢測。系統算法較智能化,可分辨手機的人為和地震震動的區別,將數據發回給柏克萊數據中心,推算震央、震級等數據。

提前6秒預警南加地震

孔慶凱表示,研究之初確實面臨質疑,有人認為,傳統地震台的大型傳感器靈敏,造價不菲,價值2萬美元,在加州能測量到遠在日本芮氏規模六、七上地震,而手機傳感器只需2美元一個,能否真正測量、預警地震?

孔慶凱和團隊在地震後利用采信數據進行模擬發現,2016年南加州博雷戈泉 (Borrego Springs)規模5.2地震中,在強震到達棕櫚泉(Palm Springs)前,手機預警6秒鐘。2018年柏克萊4.4規模地震中,在灣區,手機預警時間數秒不等。

孔慶凱說,目前,用手機測算、預警地震,還在研發階段,並未投用。除Google可收集安卓手機數據並分析外,凡是安裝有移動程式MyShake的手機用戶,也會採集震動數據,並上傳到柏克萊加大實驗室分析。希望更多用戶下載MyShake,方便柏克萊分析數據,讓預警更準確。

手機移動程式MyShake,透過地質調查所運營的ShakeAlert地震早期預警...
手機移動程式MyShake,透過地質調查所運營的ShakeAlert地震早期預警系統提供警報。 (記者劉先進/攝影)
柏克萊加大地震學研究室華人研究員孔慶凱參與了地震預警系統MyShake的研究。(...
柏克萊加大地震學研究室華人研究員孔慶凱參與了地震預警系統MyShake的研究。(孔慶凱供圖)
柏克萊加大地震學研究室華人研究員孔慶凱發現可利用成千上萬的安卓手機自帶的加速傳感...
柏克萊加大地震學研究室華人研究員孔慶凱發現可利用成千上萬的安卓手機自帶的加速傳感器傳來的數據,計算地震數據從而預警。(孔慶凱供圖)

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