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使用FLIR红外热像仪增强火山研究

火山也许是世界上最令人印象深刻的热学现象。它的喷发既令人着迷又极具破坏性。因此,世界各地的研究人员乐于研究火山及火山活动的方方面面也就不足为奇。

火山也许是世界上最令人印象深刻的热学现象。它的喷发既令人着迷又极具破坏性。因此,世界各地的研究人员乐于研究火山及火山活动的方方面面也就不足为奇。

据使用过FLIR红外热像仪的研究人员介绍,这款设备是最实用的火山监测工具。研究人员通过使用红外热像仪不仅能观测到火山的热度,还能在一定的安全距离内搜集到非接触式温度数据,确保了研究人员的安全。

通过红外热像仪记录下辐射热量,并把记录量化为温度,然后将温度可视化为热图像。对火山研究人员来说,红外热像仪是用于检测和分析火山热活动模式再理想不过的工具。

FLIR SC660是一款广泛使用于火山研究的红外热像仪。这款便携式红外热像仪可在地面或直升机上使用。事实上,它具有对火山研究非常实用的可互换镜头。标准的24°镜头非常适合短距离观察,而7°镜头则是远距离观测必不可少的帮手。这款红外热像仪是通过不断推拉拍摄研究多个火山的研究人员的理想之选。

另一款用于火山研究的红外热像仪是FLIR SC655。这些固定安装式热像仪非常适合24/7全天候侦测火山。先进的分析软件还能帮助研究人员设置自动报警。这款软件能将观测到的热数据与之前的设定参数进行比较 ,如果记录的温度高于某个阈值,报警器就会自动触发。这款热像仪对于火山监测中心来不失为最佳选择,它可以装置在一个特定位置,观测一个或多个火山。

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完善预警系统

红外热像仪不仅可以用来测量和绘制活跃的熔岩流,还能检测发现有热气逸出的新裂缝。对地表温度的全面分析可以使研究人员近一步理解这一最令人印象深刻的、最具破坏性的地质现象背后的力学规律。对火山运动背后的力学规律的理解将有助于改进火山预警系统,并用于拯救生命。虽然火山活动的预测变得更加可靠,但是仍然有许多火山现象难以预料,其中之一就是喷气活动。高压液体,主要是水和二氧化碳,通过火山温度加热,这些高压液体的温度能增加到几百摄氏度,但高压使得液体无法气化。如果由于某种原因导致压力突然发生变化,液体将迅速气化。这个过程如此迅速以至于会引起毁灭性的气体爆炸。

距离的重要性

这种气体爆炸现如今依然是远非人所能预知。纵然很多火山中心都曾观测到热气活动,但是对于气体泄漏的具体地点仍然知之甚少。因此,研究人员和研究设备都应该处于一定的安全距离。最近的一个与之相关的例子是靠近印尼日惹市的一次地震。

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研究人员正在利用传统的温度测量设备——热电偶传感器——调查热气逃逸处。在地震发生后不久紧接着发生了瓦斯爆炸,摧毁了所有的现场仪器,包括热电偶传感器。而FLIR红外热像仪可以在安全的距离内测量,毫发无损。

确定热液流的上升路径

为研究此现象,一个国际研究团队使用FLIR热像仪对Fossa cone——一个有喷气活动的意大利火山区域,进行了观测研究。他们把用FLIR热像仪搜集到的热数据与数值模型相结合,以深入了解控制热液流上升路径的机制。

从这些模型可以发现低压应力值出现在巢状火山口边缘处。使用FLIR热像仪进行的现场观察证实,这与实际发生的火山喷气孔相符合。逃逸的热液气体温度远高于周围,因而很容易在热图像中观察到。

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不同寻常的火山口.为使人们更好地了解这种危险的现象,一些新的研究项目纷纷加入。其中一个项目就是在希腊的Nisros岛上的一个火山口进行。这个火山口有一些值得注意的特性,它的表面每两个小时都会上下运动几厘米。至今,科学家们仍不知道是什么原因导致这个独特的地壳垂直运动。而通过FLIR红外热像仪非常清晰地展现了这个火山口独特的温度场。为了更好的理解这种现象,研究人员把地壳垂直运动与FLIR红外热像仪记录的热模式进行了对比。红外热像仪以每5分钟一帧的速度记录了整整一个月。研究人员把这些数据与地壳运动相比较,以试图寻找其中的关联。而通过利用这些相关性,研究人员可以进一步优化他们的数学模型和公式。

随着世界各地研究不断地进行,我们对包含于这些火山现象中的模式的了解也越来越深入。这将有助于科学家开发出更好的方法来预测这些危险的火山活动。而通过FLIR热像仪搜集到的数据将使这一切成为可能。

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