Seans go gceapfá gur saineolaí thú ar loingseoireacht trí thrácht cathrach, fón cliste ar do thaobh. Is féidir leat siúl fiú le aGléas GPSchun do bhealach a dhéanamh tríd an gcúltír. Ach is dócha go mbeadh ionadh ort fós faoi na rudaí go léir sinGPS—is féidir leis an gcóras suite domhanda atá mar bhunús leis an loingseoireacht nua-aimseartha ar fad.
GPScomhdhéanta de réaltbhuíon satailítí a sheolann comharthaí go dromchla an Domhain. A bunúsachGlacadóir GPSCinneann , cosúil leis an gceann i do ghuthán cliste, cá bhfuil tú — laistigh de thart ar 1 go 10 méadar — trí am teachta na gcomharthaí ó cheithre shatailít nó níos mó a thomhas. Le fancier (agus níos costasaí)Glacadóirí GPS, is féidir le heolaithe a láithreacha a aimsiú síos go ceintiméadar nó fiú milliméadar. Ag baint úsáide as an bhfaisnéis mhín sin, chomh maith le bealaí nua chun anailís a dhéanamh ar na comharthaí, tá taighdeoirí ag fáil amach gur féidir le GPS i bhfad níos mó a insint dóibh faoin bpláinéad ná mar a cheap siad ar dtús.
Le deich mbliana anuas, níos tapúla agus níos cruinneGléasanna GPSTá cead tugtha ag eolaithe léiriú a thabhairt ar conas a ghluaiseann an talamh le linn creathanna móra talún.GPSmar thoradh ar chórais rabhaidh níos fearr do thubaistí nádúrtha ar nós tuilte splancacha agus brúchtaí bolcánacha. Agus tá roinnt MacGyvered fiú ag taighdeoiríGlacadóirí GPSgníomhú mar bhraiteoirí sneachta, tomhasairí taoide agus uirlisí eile gan choinne chun an Domhan a thomhas.
“Shíl daoine go raibh mé ar mire nuair a thosaigh mé ag caint faoi na hiarratais seo,” a deir Kristine Larson, geoifisiceoir in Ollscoil Colorado Boulder a stiúraigh go leor de na fionnachtana agus a scríobh mar gheall orthu in Athbhreithniú Bliantúil 2019 ar Eolaíochtaí na Cruinne agus na Pláinéadlainne. "Bhuel, d'éirigh sé amach go raibh muid in ann é a dhéanamh."
Seo roinnt rudaí iontasacha nár thuig eolaithe ach le déanaí go bhféadfadh siad a dhéanamh leoGPS.
1. Mothaigh CREATH DOMHNACH
Leis na céadta bliain bhí geo-eolaithe ag brath ar sheismiméadair, a thomhaiseann an méid atá an talamh ar crith, le measúnú a dhéanamh ar cé chomh mór agus cé chomh dona is atá crith talún.GPSBhí feidhm eile ag glacadóirí — próisis gheolaíochta a tharlaíonn ar scálaí i bhfad níos moille a rianú, mar an ráta a mheileann plátaí móra screimhe an Domhain thar a chéile sa phróiseas ar a dtugtar teicteonaic phlátaí. Mar sinGPSb’fhéidir go n-inseoidh sé d’eolaithe an luas ag a bhfuil na taobhanna urchomhaireacha de Locht San Andreas ag luascadh anuas ar a chéile, agus tomhaiseann seismiméadair an talamh ar crith nuair a réabann locht California i crith.
Shíl formhór na dtaighdeoirí sinGPSníorbh fhéidir láithreacha a thomhas go beacht go leor, agus go tapa go leor, le bheith úsáideach chun creathanna talún a mheas. Ach tharla sé gur féidir le heolaithe faisnéis bhreise a bhrú amach as na comharthaí a tharchuireann satailítí GPS chuig an Domhan.
Tagann na comharthaí sin i dhá chomhpháirt. Is é ceann an tsraith uathúil cinn agus nialais, ar a dtugtar an cód, go bhfuil gach ceann acuGPSsatailít a tharchuireann. Is é an dara ceann comhartha “iompróir” tonnfhad níos giorra a tharchuireann an cód ón satailíte. Toisc go bhfuil tonnfhad níos giorra ag an gcomhartha iompróra - 20 ceintiméadar amháin - i gcomparáid le tonnfhad níos faide an chóid, ar féidir leis na mílte nó na céadta méadar a bheith ann, cuireann an comhartha iompróra bealach ardtaifigh ar fáil chun spota a aimsiú ar dhromchla an Domhain. Is minic go mbíonn suíomh GPS an-bheacht ag teastáil ó eolaithe, suirbhéirí, lucht míleata agus daoine eile, agus ní gá ach glacadóir GPS níos casta a dhéanamh.
D'fheabhsaigh innealtóirí an ráta ag a bhfuilGPSdéanann glacadóirí a suíomh a nuashonrú, rud a chiallaíonn gur féidir leo iad féin a athnuachan chomh minic le 20 uair sa soicind nó níos mó. Nuair a thuig na taighdeoirí go raibh siad in ann tomhais bheachta a dhéanamh chomh tapa sin, thosaigh siad ag úsáid GPS chun scrúdú a dhéanamh ar an gcaoi ar bhog an talamh le linn crith talún.
I 2003, i gceann de na chéad staidéir dá leithéid, d’úsáid Larson agus a comhghleacaithe glacadóirí GPS a bhí studded ar fud na Stát Aontaithe thiar chun staidéar a dhéanamh ar conas a d’athraigh an talamh mar thonnta seismeacha ripple ó crith talún ar mhéid 7.9 in Alasca. Faoi 2011, bhí na taighdeoirí in ann sonraí GPS a ghlacadh ar an gcrith talún ar mhéid 9.1 a scrios an tSeapáin agus a thaispeánann gur aistrigh grinneall na farraige 60 méadar le linn na crith talún.
Sa lá atá inniu ann, tá eolaithe ag breathnú ar bhealach níos leithneSonraí GPSis féidir leo cabhrú leo creathanna talún a mheas go tapa. Rinne Diego Melgar ó Ollscoil Oregon in Eugene agus Gavin Hayes ó Shuirbhéireacht Gheolaíochta na SA in Golden, Colorado, staidéar siarghabhálach ar 12 chrith talún mhóra féachaint an bhféadfadh siad a insint, laistigh de soicind ó thús na crith talún, cé chomh mór agus a thiocfadh an crith. Trí fhaisnéis ó stáisiúin GPS in aice le croílár na creathanna a áireamh, d’fhéadfadh na heolaithe a chinneadh laistigh de 10 soicind an mbeadh an crith ina mhéid millteach 7 nó ina méid iomlán millteach 9.
Tá taighdeoirí ar feadh Chósta Thiar na SA fiú ag ionchorprúGPSisteach ina gcóras luathrabhaidh crith talún nua, a bhraitheann crith talún agus a chuireann in iúl do dhaoine i gcathracha i bhfad i gcéin an dóigh go mbuailfidh croitheadh orthu go luath. Agus tá an tSile ag tógáil amach a cuidGPSlíonra d’fhonn faisnéis níos cruinne a bheith agat níos gasta, a d’fhéadfadh cabhrú le ríomh cé acu an dócha go nginfidh crith talún nó nach nginfidh crith talún súnámaí.
2. MONATÓIREACHT A BOLCÁN
Thar creathanna talún, luas naGPSag cabhrú le hoifigigh freagairt níos tapúla ar thubaistí nádúrtha eile de réir mar a thagann siad chun cinn.
Tá go leor réadlanna bolcán, mar shampla, agGPSglacadóirí eagraithe timpeall na sléibhte déanann siad monatóireacht orthu, mar nuair a thosaíonn magma ag aistriú faoin talamh is minic a bhíonn an dromchla ag aistriú freisin. Trí mhonatóireacht a dhéanamh ar an gcaoi a n-ardóidh nó a théann stáisiúin GPS timpeall ar bholcán thar thréimhse ama, is féidir le taighdeoirí smaoineamh níos fearr a fháil ar an áit a bhfuil carraig leáite ag sileadh.
Roimh an brúchtadh mór anuraidh ar bholcán Kilauea i Haváí, d’úsáid taighdeoiríGPSa thuiscint cé na codanna den bholcán is mó a d’aistrigh. Bhain na hoifigigh úsáid as an bhfaisnéis sin chun cuidiú leo cinneadh a dhéanamh maidir leis na réimsí inar féidir cónaitheoirí a aslonnú.
Sonraí GPSa bheith úsáideach freisin fiú tar éis do bholcán brúchtadh. Toisc go dtaistealaíonn na comharthaí ó shatailítí go dtí an talamh, caithfidh siad dul trí cibé ábhar a bhfuil an bolcán ag scaoileadh amach san aer. In 2013, rinne roinnt grúpaí taighde staidéarSonraí GPSde bharr brúchtadh ar bholcán Redoubt in Alasca ceithre bliana roimhe sin agus fuarthas amach go ndeachaigh na comharthaí as a riocht go luath i ndiaidh don bhrúchtadh tosú.
Trí staidéar a dhéanamh ar na saobhadh, d'fhéadfadh na heolaithe meastachán a dhéanamh ar an méid fuinseoige a chaith amach agus cé chomh tapa agus a bhí sé ag taisteal. I bpáipéar ina dhiaidh sin, thug Larson “bealach nua chun plumaí bolcánacha a bhrath” air.
Tá sí féin agus a comhghleacaithe ag obair ar bhealaí chun é seo a dhéanamh le héagsúlacht smartphoneGlacadóirí GPSseachas glacadóirí eolaíocha costasacha. D’fhéadfadh sé sin cur ar chumas na bolcáneolaithe líonra GPS réasúnta neamhchostasach a bhunú agus monatóireacht a dhéanamh ar phlúir fuinseoige de réir mar a ardaítear iad. Is fadhb mhór iad plumaí bolcánacha d’eitleáin, a mbíonn orthu eitilt timpeall na fuinseoige seachas a bheith i mbaol na gcáithníní a bheith ag clogáil a gcuid scairdinnill.
3. TAISPEÁINT AN SNEACH
Tá cuid de na húsáidí is mó gan choinne deGPSteacht ó na codanna is messiest dá chomhartha - na codanna a Preab as an talamh.
A tipiciúilGlacadóir GPS, cosúil leis an gceann i do smartphone, picks den chuid is mó suas comharthaí atá ag teacht go díreach óGPSsatailítí lastuas. Ach piocann sé freisin comharthaí a phreab ar an talamh ar a bhfuil tú ag siúl agus a léirítear suas go dtí do ghuthán cliste.
Le blianta fada anuas cheap eolaithe nach raibh sna comharthaí seo ach torann, macalla a chuir na sonraí salach ar a chéile agus a d’fhág go raibh sé deacair a dhéanamh amach cad a bhí ar siúl. Ach thart ar 15 bliain ó shin thosaigh Larson agus daoine eile ag smaoineamh an bhféadfadh siad leas a bhaint as macallaí na nglacadóirí GPS eolaíocha. Thosaigh sí ag féachaint ar mhinicíochtaí na gcomharthaí a léirigh ón talamh agus mar a chomhcheangail iad sin leis na comharthaí a tháinig go díreach chuig an nglacadóir. As sin d'fhéadfadh sí cáilíochtaí an dromchla a bhain na macallaí a bhaint astu. “Rinneamar na macallaí sin a aisiompú,” a deir Larson.
Ligeann an cur chuige seo d’eolaithe foghlaim faoin talamh faoin nglacadóir GPS – mar shampla cé mhéad taise atá san ithir nó cé mhéad sneachta atá carntha ar an dromchla. (An níos mó sneachta a thiteann ar an talamh, is ea is giorra an fad idir an macalla agus an glacadóir.) Is féidir le stáisiúin GPS oibriú mar bhraiteoirí sneachta chun doimhneacht sneachta a thomhas, mar shampla i limistéir sléibhe ina bhfuil paca sneachta ina acmhainn uisce mór gach bliain.
Oibríonn an teicníocht go maith freisin san Artach agus san Antartaice, áit nach bhfuil mórán stáisiún aimsire ag déanamh monatóireachta ar thitim sneachta ar feadh na bliana. Rinne Matt Siegfried, atá anois ag Scoil Mianaigh Colorado in Golden, agus a chomhghleacaithe staidéar ar charnadh sneachta ag 23 stáisiún GPS in Iarthar Antartaice ó 2007 go 2017. Fuair siad amach go bhféadfadh siad an sneachta athraitheach a thomhas go díreach. Is faisnéis ríthábhachtach í sin do thaighdeoirí atá ag iarraidh measúnú a dhéanamh ar an méid sneachta a chruinníonn oighearchlúid an Antartach gach geimhreadh - agus conas é sin a chur i gcomparáid leis an méid a leánn gach samhradh.
4. CUIMHNIGH GO BHFUIL
GPSb'fhéidir gur thosaigh sé mar bhealach chun suíomh ar thalamh soladach a thomhas, ach is cosúil go bhfuil sé úsáideach freisin chun monatóireacht a dhéanamh ar athruithe ar leibhéil uisce.
I mí Iúil, fuair John Galetzka, innealtóir ag eagraíocht taighde geoifisic UNAVCO i Boulder, Colorado, é féin ag suiteáil stáisiúin GPS sa Bhanglaidéis, ag acomhal aibhneacha Ganges agus Brahmaputra. Ba é an sprioc a bhí ann ná a thomhas an bhfuil na dríodar abhann ag dhlúthú agus an bhfuil an talamh ag dul faoi uisce go mall – é a dhéanamh níos leochailí ó thuilte le linn cioclóin trópaiceacha agus ardú i leibhéal na farraige. “Is uirlis iontach é GPS chun cabhrú leis an gceist seo agus níos mó a fhreagairt,” a deir Galetzka.
I bpobal feirmeoireachta ar a dtugtar Sonatala, ar imeall foraoise mangrove, chuir Galetzka agus a chomhghleacaithe ceannGPSstáisiún ar dhíon coincréite na bunscoile. Bhunaigh siad an dara stáisiún in aice láimhe, ar bharr an tslat hammered isteach i paddy ríse. Má tá an talamh ag dul faoi uisce i ndáiríre, beidh cuma ar an dara stáisiún GPS go bhfuil sé ag teacht chun cinn go mall ón talamh. Agus macallaí an GPS faoi na stáisiúin á dtomhas, is féidir leis na heolaithe fachtóirí a thomhas ar nós cé mhéad uisce atá ina sheasamh sa phaddy ríse le linn shéasúr na báistí.
Glacadóirí GPSis féidir leis cabhrú fiú le haigéaneolaithe agus le mairnéalach, trí ghníomhú mar thomhasairí taoide. Chuaigh Larson isteach air seo agus é ag obair le sonraí GPS ó Kachemak Bay, Alasca. Bunaíodh an stáisiún chun staidéar a dhéanamh ar dhífhoirmiú teicteonach, ach bhí Larson aisteach mar go bhfuil cuid de na héagsúlachtaí taoide is mó sna Stáit Aontaithe ag an mbá freisin. Bhreathnaigh sí ar na comharthaí GPS a bhí ag preabadh as an uisce agus suas go dtí an glacadóir, agus bhí sí in ann athruithe taoide a rianú beagnach chomh cruinn le fíor-mhéadair taoide i gcuan in aice láimhe.
D'fhéadfadh sé seo a bheith ina chuidiú i gcodanna den domhan nach bhfuil tomhasairí taoide fadtéarmacha socraithe acu - ach a tharlaíonn go bhfuilStáisiún GPS in aice láimhe.
5. ANAILÍS AR AN atmaisféar
Ar deireadh,GPSin ann faisnéis a spochadh faoin spéir lastuas, ar bhealaí nár shíl na heolaithe ab fhéidir go dtí cúpla bliain ó shin. Is féidir le gal uisce, cáithníní luchtaithe le leictreachas, agus fachtóirí eile moill a chur ar chomharthaí GPS ag taisteal tríd an atmaisféar, agus a ligeann do thaighdeoirí fionnachtana nua a dhéanamh.
Úsáideann grúpa amháin eolaitheGPSchun staidéar a dhéanamh ar an méid gal uisce san atmaisféar atá ar fáil chun deascadh mar bháisteach nó sneachta. Bhain taighdeoirí úsáid as na hathruithe seo chun a ríomh cé mhéad uisce is dóichí a thitfidh ón spéir le linn doirteadh ae drensála, rud a ligeann do réamhaisnéiseoirí mionchoigeartú a dhéanamh ar a réamh-mheastacháin ar thuilte splancacha in áiteanna mar Deisceart California. Le linn stoirm Iúil 2013, bhain meitéareolaithe úsáid asGPSsonraí chun an taise monsúin ag bogadh ar an gcladach ansin a rianú, rud a d'éirigh le faisnéis ríthábhachtach chun rabhadh a eisiúint 17 nóiméad roimh thuilte flash.
Comharthaí GPSBíonn tionchar freisin orthu agus iad ag taisteal tríd an gcuid den atmaisféar uachtarach atá luchtaithe go leictreach, ar a dtugtar an t-ionosphere. Eolaithe a úsáidtearSonraí GPSchun athruithe san ianaisféar a rianú agus súnámaí ag dul trasna an aigéin thíos. (Cruthaíonn fórsa an súnámaí athruithe san atmaisféar a ritheann an bealach ar fad suas go dtí an t-iana-sféar.) D'fhéadfadh an teicníc seo cur le modh traidisiúnta rabhadh an tsúnámaí, a úsáideann baoithe trasna an aigéin chun airde na tonnta taistil a thomhas. .
Agus tá eolaithe fiú in ann staidéar a dhéanamh ar éifeachtaí eclipse gréine iomlán ag baint úsáide asGPS. I mí Lúnasa 2017, d'úsáid siadStáisiúin GPStrasna na Stát Aontaithe chun a thomhas conas a thit líon na leictreon san atmaisféar uachtarach de réir mar a ghluais scáth na gealaí trasna na mór-roinne, ag maolú an tsolais a chruthaigh leictreoin ar bhealach eile.
Mar sinGPSúsáideach do gach rud ó chroitheadh talamh faoi do chosa go sneachta ag titim ón spéir. Ní dona as rud éigin a bhí ceaptha chun cabhrú leat do bhealach a dhéanamh trasna an bhaile mhóir.
Foilsíodh an t-alt seo ar dtús in Knowable Magazine, iarracht iriseoireachta neamhspleách ó Annual Reviews. Cláraigh don nuachtlitir.
