By Seismology Center of the University of São Paulo (USP). Marcelo Bianchi, Bruno Collaço, Jackson Calhau, Marcelo Assumpção.
INTRODUCTION
The 'seismic noise' of the Earth (small vibrations and oscillations of the ground that occur all the time) is caused by ocean waves, atmospheric influences (winds, storms) and also by the action of man. The flow of people, the traffic of automobiles, buses, trucks, industrial machines and everything else that makes up a large city, all contribute to form the earth's seismic noise.
So, you can imagine that the level of seismic noise will depend on the amount of 'activity' in a given location. Where there is more human activity, for example, there will be more noise and so on. But how to quantify this? This is possible using a seismograph, an instrument that records small vibrations in the soil. Figure 1 shows the layout of the 99 seismographic stations spread across the national territory that form the Brazilian Seismographic Network
(RSBR - http://www.rsbr.gov.br ).
Figure 1: The location of the stations (seismographs) that make up the Seismographic Network (RSBR) with emphasis on the CNLB station in Canela, Rio Grande do Sul, Brazil (RS).
MEASURING SEISMIC NOISE
A direct way to measure noise at a seismographic station is using a graph that shows the average spectral density curve (Power Spectral Density or PSD). This curve can be calculated for a given time interval and shows the noise at each frequency. This curve is different for each season, depending on the location where it is installed and also varies with time. The lower the level of this curve, the lower the noise at the station.
In Figure 2 we show the average PSD for two different time intervals (black and red lines indicated by the legend) for the CNLB station, located in the city of Canela / RS, and which is part of the RSBR. This station is located inside the Parque do Caracol (and it is possible to see it when visiting the park), close to the tourist cities of Canela and Gramado. The park adhered to the quarantine imposed by the COVID-19 pandemic on 03/20/2020, according to the mayor's decree of the city - https://tinyurl.com/t7648zm
Figure 2: Average PSD for the Canela / RS station measured before and during the closing of the
state park due to the COVID-19 pandemic. The gray zone is the region that most concentrates the noise caused by human activity.
Each frequency range corresponds to different phenomena that we observe, the high frequencies corresponding to the noise caused by human activity. Generally, signals generated by Earth, including distant earthquakes, storms or even the influence of sea waves on the coast of continents generate signals with frequencies less than 2 Hz. Human activity, as well as small earthquakes near the station, occurs in great between 5 and 15 Hz, a region that is highlighted as a gray zone in Figure 2.
In Figure 2, the curves chosen correspond to the interval that precedes the closure of the park (2020-03-01 to 2020-03-15, continuous line in black), and the period during the beginning of the closure of the park (2020-03-21 / 2020-04-05, continuous line in red). Analyzing Figure 2, it is notable that for the highlighted region we observed the greatest reduction in the noise level for the Canela station, thus showing that with the quarantine in effect, the noise level of the station suffers a more significant drop in this interval. It starts due to human activity in the park, but also throughout the region, since the waves generated propagate through the environment until they are totally attenuated by the planet (perhaps a dozen kilometers away).
HOW MUCH WAS THIS REDUCTION?
To estimate the reduction we can simply calculate the difference between the black and red lines in Figure 2. With that we get Figure 3 which shows the difference in dB (decibel). How can we observe in Figure 3, the difference reached just under 5 dB. Well, that actually corresponds to a reduction of approximately 50% on the noise level of the signal amplitudes observed by this station on average. This is very significant! This is an average reduction, as naturally all these stations are able to perceive the periods in which the population goes sleeping, weekends or other festive seasons, where there is a drastic decrease in human activity. Just look at the record continuous, after applying a little math to understand how to observe the noise change at the station.
Figure 3: Difference between noise level before and after the park is closed for
each of the frequencies considered. The gray zone is the region that most
concentrates the noise caused by human activity.
FLOOR MOVEMENT
Another way to observe this decrease in seismic noise levels at a station - and even a little simpler, is to calculate the graph of the movement of the ground (average) over a given time interval. To make this graph we will use the continuous data of soil vibration in the CNLB station and for each chosen time interval, (we will use in this example 1 hour) we will calculate the value of the absolute mean of the amplitudes (ground movement).
We will then represent these values as a function of time. Also, similarly to the previous analysis, the records are filtered so that they contain only the signals with frequency between 5 Hz and 15 Hz (all other signals, often outside this range, are removed). It is as if we are looking only at the region in gray marked in figures 2 and 3.
Looking at Figure 4, we can clearly see that the noise levels fall after the quarantine decree, which took place on 03/20/2020. That This fall reaches almost 50% in relation to the values of the previous weeks, and is a significant number, mainly for studies scientific.
Figure 4: Average ground movement recorded at the CNLB station
(Canela, RS) between March and April 2020. Daily fluctuations show
the highest noise during the day and the lowest at night.
WHY IS IT IMPORTANT?
Well, this decrease in the seismic noise that we showed for the Canela station, actually happens at stations around the world.
With less noise, seismographs can better 'hear' data that is really relevant for studies of the Earth's interior, such as earthquakes, volcanism, etc. A more 'quiet' Earth's crust (with less man-made noise) can provide data that would have been more difficult to understand before.
Returning to our case of the CNLB station, with the reduction of the noise level, it will be possible to detect signs of small tremors of land that will occur very close to the station and that would have been totally hidden in the noise before. Even cooler, we can use the station data as a thermometer (very expensive), to evaluate the quarantine measures and social isolation! Cool huh!?
Quarantine decreed on 03/20/2020 For example, turning your attention back to Figure 4, you can notice an increase in the levels of movement of the floor from 03/31/2020. Will the people in Canela begin to return to activities normal and take to the streets? The exercise of interpretation remains.
Figure 5: The CNLB station seen at night, installed in Parque do Caracol. The light that appears background come from the lights of the city of Canela / RS, giving an idea of the proximity to the
City.
by Edison Mariotti,
Cultura não é o que entra pelos olhos e ouvidos,
mas o que modifica o jeito de olhar e ouvir.
A cultura e o amor devem estar juntos.
“A matemática, vista corretamente, possui não apenas verdade, mas também suprema beleza - uma beleza fria e austera, como a da escultura.”
frase BERTRAND RUSSEL - matemático indiano
-
data analyst in code programming language, R.
-
Say no to fake News.
This report, is guaranteed to verify the address of the LINK above
-
@edison.mariotti - #edisonmariotti
-
analista de dados em linguagem de programação em código, R.
Diga não às fake news.
-
by Natural Language Processing (NLP)
-
via Processamento de linguagem natural (PNL).
-
Esta reportagem, tem a garantia de apuração do endereço do LINK abaixo.
--br
Rede sismográfica brasileira registra efeito do confinamento, e pode até monitorar a adesão da população.
By Centro de Sismologia da Universidade de São Paulo (USP). Marcelo Bianchi, Bruno Collaço, Jackson Calhau, Marcelo Assumpção.
INTRODUÇÃO
O "ruído sísmico" da Terra (pequenas vibrações e oscilações do chão que ocorrem o tempo todo) é causado pelas ondas dos oceanos, influências atmosféricas (ventos, tempestades) e também pela ação do homem. O fluxo de pessoas, o tráfego de automóveis, ônibus, caminhões, máquinas industriais e tudo mais que compõe uma grande cidade, contribuem para formar o ruído sísmico do planeta.
Sendo assim, você pode imaginar que o nível de ruído sísmico dependerá da quantidade de "atividade" em um determinado local. Onde há mais atividade humana, por exemplo, haverá maior ruído e assim por diante. Mas como quantificar isso? Isso é possível utilizando um sismógrafo, instrumento que registra as pequenas vibrações do solo. A Figura 1 mostra a disposição das 99 estações sismográficas espalhadas pelo território nacional que formam a Rede Sismográfica Brasileira (RSBR - http://www.rsbr.gov.br ).
Figura 1: A localização das estações (sismógrafos) que compõem a Rede Sismográfica Brasileira (RSBR) com destaque para a estação de CNLB em Canela, Rio Grande do Sul, Brasil (RS).
MEDINDO O RUÍDO SÍSMICO
Uma forma direta de medir o ruído em uma estação sismográfica é utilizando um gráfico que mostra a curva média de densidade espectral ( do inglês, Power Spectral Density ou PSD ). Esta curva pode ser calculada para um determinado intervalo de tempo e mostra o ruído em cada frequência. Esta curva é diferente para cada estação, dependendo do local onde ela está instalada e varia também com o tempo. Quanto mais baixo for o nível desta curva, menor o ruído na estação.
Na Figura 2 mostramos o PSD médio para dois intervalos de tempo distintos (linhas preto e vermelha indicadas pela legenda) para a estação CNLB, localizada na cidade de Canela/RS, e que faz parte da RSBR. Esta estação está localizada dentro do Parque do Caracol (e é possível avistá-la ao visitar o parque), próximo às cidades turísticas de Canela e Gramado. O parque aderiu à quarentena imposta pela pandemia da COVID-19 no dia 20/03/2020, segundo decreto do prefeito da cidade - https://tinyurl.com/t7648zm
Figura 2: PSD médio para a estação de Canela/RS medido antes e durante o fechamento do parque estadual devido a pandemia do COVID-19. A zona em cinza é a região que mais se concentra o ruído causado pela atividade humana.
Cada intervalo de frequência corresponde a diferentes fenômenos que observamos, sendo que as altas frequências correspondentes aos ruídos causados pela atividade humana. Em geral, sinais gerados pela Terra, incluindo terremotos distantes, tempestades ou mesmo a influência das ondas do mar no litoral dos continentes geram sinais com frequências menores do que 2 Hz. A atividade humana, bem como pequenos tremores de terra próximos a estação ocorre em grande parte entre 5 e 15 Hz, região que está destacada como uma zona em cinza na Figura 2.
Na Figura 2, as curvas escolhidas correspondem ao intervalo que antecede ao fechamento do parque ( 2020-03-01 até 2020-03-15, linha contínua em preto ), e ao período durante o início do fechamento do parque ( 2020-03-21/2020-04-05, linha contínua em vermelho ). Analisando a Figura 2 é notável que para a região destacada observamos a maior redução no nível do ruído para a estação de Canela, mostrando assim que com quarentena em vigor, o nível de ruído da estação sofre uma queda mais significativa nesse intervalo. Parte por conta da atividade humana no parque, mas também em toda a região já que as ondas geradas se propagam pelo meio até serem totalmente atenuadas pelo planeta (uma dezena de quilômetros de distância talvez).
DE QUANTO FOI ESSA REDUÇÃO?
Para estimarmos a redução podemos simplesmente calcular a diferença entre as linhas preta e vermelha da Figura 2. Com isso obtemos a Figura 3 que mostra a diferença em dB (decibel). Como podemos observar na Figura 3, a diferença chegou a pouco menos de 5 dB. Bem, isso corresponde na verdade a uma redução em aproximadamente 50% no nível do ruído das amplitudes dos sinais observados por esta estação em média. Isso é muito significante! Esta é uma redução média, pois naturalmente todas essas estações conseguem perceber os períodos em que a população vai dormir, os finais de semana ou outras épocas festivas, onde ocorre uma diminuição drástica na atividade humana. Basta olharmos para o registro contínuo, depois de aplicarmos um pouco de matemática para entender como observar a mudança de ruído na estação.
Figura 3: Diferença entre o nível de ruído antes e depois do fechamento do parque para cada uma das frequências consideradas. A zona em cinza é a região que mais se concentra o ruído causado pela atividade humana.
MOVIMENTO DO CHÃO
Uma outra forma de observar esta diminuição dos níveis do ruído sísmico em uma estação — e até um pouco mais simples, é calcular o gráfico do movimento do chão (médio) em um determinado intervalo de tempo. Para fazer este gráfico vamos usar os dados contínuos de vibração do solo na estação CNLB e para cada intervalo de tempo escolhido, (usaremos nesse exemplo 1 hora) iremos calcular o valor da média absoluta das amplitudes (movimento do chão).
Vamos em seguida representar esses valores em função do tempo. Ainda, de modo semelhante com a análise anterior, os registros são filtrados para que contenham apenas os sinais com frequência entre 5 Hz e 15 Hz (todos os outros sinais, com frequência fora deste intervalo são removidos). É como se estivéssemos olhando apenas para a região em cinza demarcada nas figuras 2 e 3.
Observando a Figura 4, podemos ver claramente que os níveis de ruído caem após o decreto da quarentena, ocorrido no dia 20/03/2020. Essa queda chega a quase 50% em relação aos valores das semanas anteriores, e é um número significativo, principalmente para os estudos científicos.
Figura 4: Movimento médio do chão registrado na estação CNLB (Canela, RS) entre março e abril de 2020. As oscilações diárias mostram o ruído mais alto de dia e menor de noite.
POR QUE ISSO É IMPORTANTE?
Bom, essa diminuição do ruído sísmico que mostramos para a estação de Canela, acontece na verdade, nas estações do mundo todo. Com menos ruído, os sismógrafos podem "escutar" melhor os dados que realmente são relevantes para os estudos do interior da Terra, como os terremotos, o vulcanismo, etc. Uma crosta terrestre mais "quieta" (com menor quantidade de ruído gerado pelo homem) pode fornecer dados que antes seriam mais difíceis de perceber.
Voltando para o nosso caso da estação CNLB, com a redução do nível de ruído, será possível detectar sinais de pequenos tremores de terra que venham a ocorrer muito próximos a estação e que antes ficariam totalmente escondidos no ruído. Ainda mais legal, podemos usar os dados da estação como um termômetro (bem caro), para avaliar as medidas de quarentena e isolamento social! Legal, né!?
Quarentena decretada em 20/03/2020
Por exemplo, voltando a atenção novamente para a Figura 4, dá pra notar um aumento nos níveis do movimento do chão a partir de 31/03/2020. Será que o pessoal em Canela começa a voltar às atividades normais e sair para as ruas? Fica o exercício de interpretação.
Figura 5: A estação CNLB vista à noite, instalada no Parque do Caracol. A luz que aparece ao fundo vêm das luzes da cidade de Canela/RS, dando uma idéia da proximidade com a cidade.
--de via tradutor do google
Kultur und Wissenschaft: Das brasilianische seismografische Netzwerk erfasst die Auswirkungen der Eingrenzung und kann sogar die Einhaltung der Bevölkerung überwachen.
Vom Seismology Center der Universität von São Paulo (USP). Marcelo Bianchi, Bruno Collaço, Jackson Calhau und Marcelo Assumpção.
EINFÜHRUNG
Das "seismische Rauschen" der Erde (kleine Schwingungen und Schwingungen des Bodens, die ständig auftreten) wird durch Meereswellen, atmosphärische Einflüsse (Winde, Stürme) und auch durch die Handlung des Menschen verursacht. Der Personenstrom, der Verkehr mit Autos, Bussen, Lastwagen, Industriemaschinen und allem anderen, was eine Großstadt ausmacht, tragen zur Entstehung des seismischen Lärms der Erde bei.
Sie können sich also vorstellen, dass der Grad des seismischen Rauschens von der Menge an "Aktivität" an einem bestimmten Ort abhängt. Wo es zum Beispiel mehr menschliche Aktivitäten gibt, gibt es mehr Lärm und so weiter. Aber wie kann man das quantifizieren? Dies ist mit einem Seismographen möglich, einem Instrument, das kleine Schwingungen im Boden aufzeichnet. Abbildung 1 zeigt das Layout der 99 seismografischen Stationen, die über das nationale Gebiet verteilt sind und das brasilianische seismografische Netzwerk bilden
(RSBR - http://www.rsbr.gov.br).
Abbildung 1: Die Position der Stationen (Seismographen), aus denen das seismologische Netzwerk besteht (RSBR) mit Schwerpunkt auf der CNLB-Station in Canela, Rio Grande do Sul, Brasilien (RS).
MESSEN VON SEISMISCHEM LÄRM
Eine direkte Methode zur Messung des Rauschens an einer seismografischen Station ist die Verwendung eines Diagramms, das die durchschnittliche Spektraldichtekurve (Power Spectral Density oder PSD) zeigt. Diese Kurve kann für ein bestimmtes Zeitintervall berechnet werden und zeigt das Rauschen bei jeder Frequenz. Diese Kurve ist für jede Jahreszeit unterschiedlich, abhängig von der Ort, an dem es installiert ist und auch mit der Zeit variiert. Je niedriger der Pegel dieser Kurve ist, desto geringer ist das Rauschen an der Station.
In Abbildung 2 zeigen wir die durchschnittliche PSD für zwei verschiedene Zeitintervalle (schwarze und rote Linien in der Legende angegeben) für die CNLB-Station in Canela / RS, die Teil der RSBR ist. Diese Station befindet sich im Parque do Caracol (und ist beim Besuch des Parks zu sehen) in der Nähe der Touristenstädte von Canela und Gramado. Der Park hielt sich an die Quarantäne, die die COVID-19-Pandemie am 20.03.2020 gemäß dem Dekret des Bürgermeisters verhängt hatte der Stadt - https://tinyurl.com/t7648zm
Abbildung 2: Durchschnittliche PSD für die Canela / RS-Station, gemessen vor und während des Schließens der State Park aufgrund der COVID-19-Pandemie. Die Grauzone ist die Region, die am meisten konzentriert den durch menschliche Aktivitäten verursachten Lärm.
Jeder Frequenzbereich entspricht verschiedenen Phänomenen, die wir beobachten, wobei die hohen Frequenzen dem durch menschliche Aktivität verursachten Rauschen entsprechen. Allgemein, Von der Erde erzeugte Signale, einschließlich entfernter Erdbeben, Stürme oder sogar des Einflusses von Meereswellen an der Küste von Kontinenten Signale mit Frequenzen unter 2 Hz. Menschliche Aktivitäten sowie kleine Erdbeben in der Nähe der Station treten in großen Mengen auf zwischen 5 und 15 Hz, ein Bereich, der in Abbildung 2 als Grauzone hervorgehoben ist.
In Abbildung 2 entsprechen die ausgewählten Kurven dem Intervall vor der Schließung des Parks (2020-03-01 bis 2020-03-15, durchgezogene Linie in Schwarz) und dem Zeitraum zu Beginn der Schließung des Parks ( 2020-03-21 / 2020-04-05, durchgehende Linie in rot). Bei der Analyse von Abbildung 2 ist bemerkenswert, dass wir für den hervorgehobenen Bereich die größte Verringerung des Geräuschpegels für die Canela-Station beobachtet haben, was zeigt, dass der Geräuschpegel der Station mit der Quarantäne in diesem Intervall einen signifikanteren Abfall aufweist. Es beginnt aufgrund menschlicher Aktivitäten im Park, aber auch in der gesamten Region, da sich die erzeugten Wellen durch die Umwelt ausbreiten, bis sie vom Planeten (vielleicht ein Dutzend Kilometer entfernt) vollständig gedämpft werden.
Wie viel war diese Reduzierung?
Um die Reduzierung abzuschätzen, können wir einfach die Differenz zwischen den schwarzen und roten Linien in Abbildung 2 berechnen. Damit erhalten wir Abbildung 3, die die Differenz in dB (Dezibel) zeigt. Wie können wir Beobachten Sie in Abbildung 3, dass die Differenz knapp 5 dB erreicht. Nun, das entspricht tatsächlich einer Reduzierung von ungefähr 50% auf den Rauschpegel der von dieser Station im Durchschnitt beobachteten Signalamplituden. Das ist sehr wichtig! Dies ist eine durchschnittliche Reduzierung, da natürlich alle diese Stationen die Zeiträume wahrnehmen können, in denen sich die Bevölkerung befindet Schlafen, Wochenenden oder andere festliche Jahreszeiten, in denen die menschliche Aktivität drastisch abnimmt. Schauen Sie sich einfach die Akte an kontinuierlich, nachdem Sie ein wenig Mathematik angewendet haben, um zu verstehen, wie die Geräuschänderung an der Station zu beobachten ist.
Abbildung 3: Unterschied zwischen dem Geräuschpegel vor und nach dem Schließen des Parks jede der betrachteten Frequenzen. Die Grauzone ist die Region, die die am stärksten konzentriert Lärm durch menschliche Aktivitäten.
BODENBEWEGUNG
Eine andere Möglichkeit, diese Abnahme des seismischen Geräuschpegels an einer Station zu beobachten - und noch ein wenig einfacher -, besteht darin, den Graphen der Bewegung des Bodens (Durchschnitt) über ein bestimmtes Zeitintervall zu berechnen. Um dieses Diagramm zu erstellen, verwenden wir die kontinuierlichen Daten der Bodenschwingung in der CNLB-Station und berechnen für jedes ausgewählte Zeitintervall (in diesem Beispiel 1 Stunde) den Wert des absoluten Mittelwerts der Amplituden (Bodenbewegung). .
Wir werden diese Werte dann als Funktion der Zeit darstellen. Ähnlich wie bei der vorherigen Analyse werden die Datensätze so gefiltert, dass sie nur die Signale mit einer Frequenz zwischen 5 enthalten Hz und 15 Hz (alle anderen Signale, oft außerhalb dieses Bereichs, werden entfernt). Es ist, als ob wir nur die Region in betrachten grau markiert in den Abbildungen 2 und 3.
In Abbildung 4 sehen wir deutlich, dass die Geräuschpegel nach dem Quarantänerlass vom 20.03.2020 sinken. Das Dieser Rückgang erreicht im Vergleich zu den Werten der Vorwochen fast 50% und ist eine signifikante Zahl, hauptsächlich für Studien wissenschaftlich.
Abbildung 4: Durchschnittliche Bodenbewegung, aufgezeichnet zwischen März und März an der CNLB-Station (Canela, RS) April 2020. Tägliche Schwankungen zeigen tagsüber den höchsten und nachts den niedrigsten Lärm.
WARUM IST ES WICHTIG?
Nun, diese Abnahme des seismischen Rauschens, das wir für die Canela-Station gezeigt haben, tritt tatsächlich an Stationen auf der ganzen Welt auf.
Mit weniger Rauschen können Seismographen Daten besser "hören", die für Studien des Erdinneren wirklich relevant sind, wie z Erdbeben, Vulkanismus usw. Eine "ruhigere" Erdkruste (mit weniger künstlichem Lärm) kann Daten liefern das wäre vorher schwieriger zu verstehen gewesen.
Zurück zu unserem Fall der CNLB-Station: Mit der Reduzierung des Geräuschpegels können Anzeichen eines kleinen Zitterns von erkannt werden
Land, das sehr nahe am Bahnhof auftreten wird und das vorher im Lärm völlig verborgen gewesen wäre. Noch cooler können wir verwenden die Stationsdaten als Thermometer (sehr teuer), um die Quarantänemaßnahmen und die soziale
Isolation zu bewerten! Cool was!?
Die Quarantäne wurde am 20.03.2020 erlassen Wenn Sie beispielsweise Ihre Aufmerksamkeit wieder auf Abbildung 4 richten, können Sie ab dem 31.03.2020 einen Anstieg der Bewegung des Bodens feststellen. Werden die Menschen in Canela wieder zu Aktivitäten zurückkehren? normal und auf die Straße gehen? Die Ausübung der Interpretation bleibt bestehen.
Abbildung 5: Die nachts gesehene CNLB-Station im Parque do Caracol. Das Licht, das erscheint Hintergrund kommen von den Lichtern der Stadt Canela / RS und geben eine Vorstellung von der Nähe zum
Stadt.
--ru via tradutor do google
культура и наука: бразильская сейсмографическая сеть регистрирует влияние ограничения и может даже отслеживать приверженность населения.
Центр сейсмологии Университета Сан-Паулу (USP). Марсело Бьянки, Бруно Колласо, Джексон Кальяу, Марсело Ассумпсао.
ВСТУПЛЕНИЕ
«Сейсмический шум» Земли (небольшие колебания и колебания земли, которые происходят постоянно) вызван океанскими волнами, атмосферными воздействиями (ветры, штормы), а также действием человека. Поток людей, движение автомобилей, автобусов, грузовиков, промышленных машин и всего остального, что составляет большой город, - все это способствует формированию сейсмического шума Земли.
Таким образом, вы можете представить, что уровень сейсмического шума будет зависеть от количества «активности» в данном месте. Например, там, где больше человеческой деятельности, будет больше шума и так далее. Но как определить это? Это возможно с помощью сейсмографа, инструмента, который регистрирует небольшие колебания в почве. На рисунке 1 показана схема размещения 99 сейсмографических станций по всей территории страны, которые образуют бразильскую сейсмографическую сеть
(РСБР - http://www.rsbr.gov.br).
Рисунок 1: Расположение станций (сейсмографов), которые составляют сейсмографическую сеть (RSBR) с акцентом на станцию CNLB в Канела, Риу-Гранди-ду-Сул, Бразилия (RS).
ИЗМЕРЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКОГО ШУМА
Прямым способом измерения шума на сейсмографической станции является использование графика, который показывает среднюю кривую спектральной плотности (спектральная плотность мощности или PSD). Эта кривая может быть рассчитана для данного интервала времени и показывает шум на каждой частоте. Эта кривая отличается для каждого сезона, в зависимости от
место, где он установлен, а также меняется со временем. Чем ниже уровень этой кривой, тем ниже уровень шума на станции.
На рисунке 2 мы показываем среднее значение PSD для двух разных временных интервалов (черные и красные линии, обозначенные условными обозначениями) для станции CNLB, расположенной в городе Канела / RS и являющейся частью RSBR. Эта станция находится внутри Parque do Caracol (и это можно увидеть при посещении парка), недалеко от туристических городов Канела и Грамаду. Парк придерживался карантина, наложенного пандемией COVID-19 20/20/2020, согласно постановлению мэра
города - https://tinyurl.com/t7648zm
Рисунок 2: Средний PSD для станции Canela / RS, измеренный до и во время закрытия государственный парк в связи с пандемией COVID-19. Серая зона - это регион, который наиболее концентрирует шум, вызванный деятельностью человека.
Каждый частотный диапазон соответствует различным явлениям, которые мы наблюдаем, высокие частоты соответствуют шуму, вызванному деятельностью человека. Вообще, генерируемые Землей сигналы, включая отдаленные землетрясения, штормы или даже влияние морских волн на побережье континентов, генерируют сигналы с частотой менее 2 Гц. Человеческая деятельность, а также небольшие землетрясения вблизи станции, происходят в большой от 5 до 15 Гц, область, выделенная серой зоной на рисунке 2.
На рисунке 2 выбранные кривые соответствуют интервалу, который предшествует закрытию парка (с 2020-03-01 по 2020-03-15, сплошная линия черного цвета), и периоду в начале закрытия парка ( 2020-03-21 / 2020-04-05, непрерывная линия красного цвета). Анализируя рисунок 2, следует отметить, что для выделенной области мы наблюдали наибольшее снижение уровня шума для станции Канела, таким образом показывая, что при действующем карантине уровень шума станции испытывает более значительное падение в этом интервале. Это начинается из-за человеческой деятельности в парке, но также и по всему региону, так как генерируемые волны распространяются через окружающую среду, пока они полностью не ослаблены планетой (возможно, в дюжине километров).
СКОЛЬКО БЫЛО ЭТО СОКРАЩЕНИЕ?
Чтобы оценить снижение, мы можем просто рассчитать разницу между черной и красной линиями на рисунке 2. С этим мы получим рисунок 3, который показывает разницу в дБ (децибелах). Как мы можем как видно на рисунке 3, разница достигла чуть менее 5 дБ. Ну, это на самом деле соответствует снижению примерно на 50% по уровню шума амплитуд сигналов, наблюдаемых этой станцией в среднем. Это очень важно! Это среднее снижение, поскольку, естественно, все эти станции способны воспринимать периоды, в которые идет население.
сон, выходные или другие праздничные сезоны, где происходит резкое снижение активности человека. Просто посмотрите на запись
непрерывно, после применения небольшой математики, чтобы понять, как наблюдать изменение шума на станции.
Рисунок 3: Разница между уровнем шума до и после закрытия парка для
каждая из рассматриваемых частот. Серая зона - это область, которая наиболее концентрирует шум, вызванный деятельностью человека.
ЭТАЖ ДВИЖЕНИЕ
Другой способ наблюдать это снижение уровней сейсмического шума на станции - и даже немного проще - рассчитать график движения грунта (среднее значение) за данный интервал времени. Для построения этого графика мы будем использовать непрерывные данные о вибрации почвы на станции CNLB и для каждого выбранного временного интервала (мы будем использовать в этом примере 1 час) мы рассчитаем значение абсолютного среднего значения амплитуд (движение грунта) ,
Затем мы представим эти значения как функцию времени. Также, как и в предыдущем анализе, записи фильтруются так, что они содержат только сигналы с частотой между 5 Гц и 15 Гц (все остальные сигналы, часто выходящие за пределы этого диапазона, удаляются). Это как если бы мы смотрели только на регион в серым цветом отмечены цифры 2 и 3.
Из рисунка 4 видно, что уровни шума падают после указа о карантине, который произошел 20.03.2020. Тот Это падение достигает почти 50% по отношению к значениям предыдущих недель и является значительным числом, главным образом для исследований науч.
Рисунок 4: Среднее движение по земле, зарегистрированное на станции CNLB (Канела, RS) в период с марта по Апрель 2020 года. Дневные колебания показывают самый высокий уровень шума днем и самый низкий уровень ночью.
ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО?
Ну, это снижение сейсмического шума, которое мы показали для станции Канела, на самом деле происходит на станциях по всему миру.
С меньшим уровнем шума сейсмографы могут лучше «слышать» данные, которые действительно важны для исследований внутренней части Земли, такие как землетрясения, вулканизм и т. д. Более "тихая" земная кора (с меньшим количеством техногенного шума) может предоставить данные
это было бы сложнее понять раньше.
Возвращаясь к нашему случаю станции CNLB, с уменьшением уровня шума можно будет обнаружить признаки небольших толчков земля, которая будет происходить очень близко к станции и которая была бы полностью скрыта от шума раньше. Еще круче, мы можем использовать данные станции в виде термометра (очень дорого), для оценки карантинных мероприятий и социальной изоляции! Круто, да!?
Указ о карантине от 20.03.2020
Например, вернувшись к рисунку 4, вы можете увидеть увеличение уровней движения пола с 31.03.2020. Люди в Canela начнут возвращаться к действиям нормально и выходить на улицу? Осуществление интерпретации остается.
Рисунок 5: Станция CNLB ночью, установленная в Парке до Каракол. Свет, который появляется фон исходит от огней города Канела / РС, давая представление о близости к
Город.
--chines simplificado via tradutor do google
文化与科学：巴西地震台网记录了封闭的影响，甚至可以监视人口的依从性。
由圣保罗大学（USP）地震学中心提供。 Marcelo Bianchi，BrunoCollaço，Jackson Calhau，MarceloAssumpção。
介绍
地球的“地震噪声”（一直发生的地面小振动和振荡）是由海浪，大气影响（风，暴风雨）以及人为活动引起的。人流，汽车，公共汽车，卡车，工业机械的交通以及组成大城市的所有其他事物，都构成了地球的地震噪声。
因此，您可以想象地震噪声的水平将取决于给定位置的“活动”量。例如，在人类活动更多的地方，将会有更多的噪音等等。但是如何量化呢？使用地震仪可以做到这一点，地震仪可以记录土壤中的微小振动。图1显示了分布在全国领土上的构成巴西地震台网的99个地震台站的布局
（RSBR-http://www.rsbr.gov.br）。
图1：组成地震网络的台站（地震仪）的位置
（RSBR），重点放在巴西南里奥格兰德州Canela（RS）的CNLB电台。
测量地震噪声
测量地震台站噪声的一种直接方法是使用显示平均频谱密度曲线（功率频谱密度或PSD）的图表。可以为给定的时间间隔计算该曲线，并显示每个频率下的噪声。每个季节的曲线不同，具体取决于
安装位置，并且随时间而变化。该曲线的水平越低，站点的噪声越低。
在图2中，我们显示了位于Canela / RS市且属于RSBR的CNLB站的两个不同时间间隔（图例中的黑线和红线表示）的平均PSD。该车站位于Parque do Caracol公园内（参观公园时可以看到它），靠近旅游城市
卡内拉和格拉玛多。根据市长的法令，公园遵守了03/20/2020的COVID-19大流行实施的隔离措施
城市之城-https://tinyurl.com/t7648zm
图2：Canela / RS站关闭之前和关闭期间测得的平均PSD
州立公园因COVID-19大流行而流行。灰色区域是最
集中人类活动引起的噪音。
每个频率范围对应于我们观察到的不同现象，高频对应于人类活动引起的噪声。通常，
地球产生的信号，包括遥远的地震，暴风雨，甚至海浪对各大洲海岸的影响，都会产生
频率小于2 Hz的信号。人类活动以及车站附近的小地震在
在5至15 Hz之间，在图2中突出显示为灰色区域的区域。
在图2中，所选曲线对应于公园关闭之前的间隔（2020-03-01至2020-03-15，黑色实线）以及公园关闭开始时的时间段（ 2020-03- 21 / 2020-04-05，红色实线）。分析图2，值得注意的是，对于突出显示的区域，我们观察到Canela站的噪声水平最大程度地降低，因此表明，在实施隔离措施的情况下，该站的噪声水平在此间隔内下降幅度更大。它的产生源于公园内以及整个区域的人类活动，因为产生的波会通过环境传播，直到它们被行星完全衰减（也许在十公里之外）。
减少了多少？
为了估计减少量，我们可以简单地计算图2中黑线和红线之间的差异。这样，我们就得到了图3，该图显示了dB的差异（分贝）。我们怎么能
在图3中观察到，差值刚好达到5 dB。好吧，这实际上相当于减少了约50％
该站平均观察到的信号幅度的噪声水平。这非常重要！这是平均减少，因为所有这些站点自然都能感知人口流动的时期
睡眠，周末或其他喜庆季节，人类活动急剧减少。看一下唱片
进行一些数学运算以了解如何观察台站的噪声变化后，连续进行。
图3：停车场关闭之前和之后的噪音水平之间的差异
所考虑的每个频率。灰色区域是最集中的区域
人类活动引起的噪音。
地板运动
观察站点地震噪声水平下降的另一种方法-甚至更简单一些，是计算给定时间间隔内地面运动（平均值）的图表。要制作此图，我们将使用CNLB站中土壤振动的连续数据，并针对每个选定的时间间隔（在此示例中，我们将使用1小时），我们将计算振幅绝对平均值（地面运动）的值。
然后我们将这些值表示为时间的函数。另外，与之前的分析相似，对记录进行过滤，以便仅包含频率在5到5之间的信号。
Hz和15 Hz（通常会超出此范围的所有其他信号都将被删除）。好像我们只在看该地区
在图2和图3中用灰色标记。
查看图4，我们可以清楚地看到，在2020年3月20日的隔离令颁布之后，噪声水平有所下降。那
相对于前几周的价值，这一下降达到近50％，并且是一个重要的数字，主要用于研究
科学的。
图4：3月至3月之间CNLB站（卡内拉，RS）记录的平均地面运动
2020年4月。每日波动显示白天的噪音最高，而夜间的噪音最低。
它为什么如此重要？
好吧，我们为Canela站所显示的地震噪声的减少实际上发生在世界各地的站上。
借助较少的噪声，地震仪可以更好地“听到”与研究地球内部真正相关的数据，例如
地震，火山等。更“安静”的地壳（具有较少的人为噪声）可以提供数据
以前很难理解。
回到CNLB电台的案例，随着噪声水平的降低，将有可能检测到小震颤的迹象。
将会非常靠近车站的土地，之前完全被噪音掩盖。更加凉爽，我们可以使用
将该站数据用作温度计（非常昂贵），以评估隔离措施和社会隔离！酷吧！？
检疫命令于03/20/2020
例如，将注意力转到图4，您可以看到地板的移动水平从2020年3月31日起有所增加。卡内拉（Canela）的人们会开始重返活动吗
正常并上街？口译工作仍然存在。
图5：安装在Parque do Caracol上的夜间CNLB站。出现的光
背景来自Canela / RS市的灯光，给人以靠近城市的想法
市。
--ae via tradutor do google
الثقافة والعلوم: تسجل شبكة رصد الزلازل البرازيلية تأثير الحجز ، ويمكنها أيضًا مراقبة التزام السكان.
بواسطة مركز علم الزلازل بجامعة ساو باولو (USP). مارسيلو بيانكي ، برونو كولاكو ، جاكسون كالهاو ، مارسيلو أسومبوشاو.
المقدمة
سبب "الضوضاء الزلزالية" للأرض (اهتزازات وتذبذبات صغيرة للأرض تحدث طوال الوقت) بسبب موجات المحيطات والتأثيرات الجوية (الرياح والعواصف) وأيضًا بفعل الإنسان. يساهم تدفق الناس ، وحركة السيارات ، والحافلات ، والشاحنات ، والآلات الصناعية وكل شيء آخر يتألف من مدينة كبيرة ، في تشكيل الضجيج الزلزالي للأرض.
لذا ، يمكنك أن تتخيل أن مستوى الضجيج الزلزالي سيعتمد على مقدار "النشاط" في موقع معين. عندما يكون هناك المزيد من النشاط البشري ، على سبيل المثال ، سيكون هناك المزيد من الضوضاء وما إلى ذلك. ولكن كيف يمكن تحديد ذلك؟ هذا ممكن باستخدام جهاز قياس الزلازل ، وهو أداة تسجل اهتزازات صغيرة في التربة. يوضح الشكل 1 تخطيط 99 محطة رصد الزلازل المنتشرة عبر الأراضي الوطنية التي تشكل شبكة الزلازل البرازيلية
(RSBR - http://www.rsbr.gov.br).
الشكل 1: موقع المحطات (خرائط الزلازل) التي تشكل شبكة الزلازل
(RSBR) مع التركيز على محطة CNLB في كانيلا ، ريو غراندي دو سول ، البرازيل (RS).
قياس الضوضاء الزلزالية
طريقة مباشرة لقياس الضوضاء في محطة رصد الزلازل هي استخدام رسم بياني يوضح متوسط منحنى الكثافة الطيفية (كثافة الطيفية الكهربائية أو PSD). يمكن حساب هذا المنحنى لفترة زمنية معينة ويظهر الضوضاء عند كل تردد. يختلف هذا المنحنى لكل موسم ، اعتمادًا على
الموقع حيث يتم تثبيته ويختلف أيضًا مع الوقت. كلما انخفض مستوى هذا المنحنى ، انخفض مستوى الضجيج في المحطة.
في الشكل 2 ، نعرض متوسط PSD لفترتين زمنيتين مختلفتين (خطوط سوداء وحمراء تشير إليها الأسطورة) لمحطة CNLB ، تقع في مدينة Canela / RS ، والتي تعد جزءًا من RSBR. تقع هذه المحطة داخل Parque do Caracol (ومن الممكن رؤيتها عند زيارة الحديقة) ، بالقرب من المدن السياحية في
كانيلا وغرامادو. تلتزم الحديقة بالحجر الصحي الذي فرضه وباء COVID-19 بتاريخ 20/20/2020 ، بموجب قرار رئيس البلدية
المدينة - https://tinyurl.com/t7648zm
الشكل 2: متوسط الكثافة الطيفية لمحطة Canela / RS مقاسة قبل إغلاق المركز وخلاله
حديقة الدولة بسبب جائحة COVID-19. المنطقة الرمادية هي المنطقة الأكثر
يركز الضجيج الناتج عن النشاط البشري.
يتوافق كل نطاق تردد مع ظواهر مختلفة نلاحظها ، الترددات العالية المقابلة للضوضاء التي يسببها النشاط البشري. عموما،
إشارات تولدها الأرض ، بما في ذلك الزلازل البعيدة والعواصف أو حتى تأثير الموجات البحرية على ساحل القارات
إشارات بترددات أقل من 2 هرتز. النشاط البشري ، وكذلك الزلازل الصغيرة بالقرب من المحطة ، تحدث بشكل كبير
بين 5 و 15 هرتز ، وهي منطقة تم تمييزها كمنطقة رمادية في الشكل 2.
في الشكل 2 ، تتوافق المنحنيات المختارة مع الفاصل الذي يسبق إغلاق المنتزه (2020-03-01 إلى 2020-03-15 ، الخط المستمر باللون الأسود) ، والفترة خلال بداية إغلاق المنتزه ( 2020-03-21 / 2020-04-05 ، خط مستمر باللون الأحمر). عند تحليل الشكل 2 ، من الجدير بالملاحظة أنه بالنسبة للمنطقة المظللة لاحظنا أكبر انخفاض في مستوى الضوضاء لمحطة Canela ، مما يدل على أنه مع الحجر الصحي في الواقع ، يعاني مستوى ضوضاء المحطة من انخفاض أكثر أهمية في هذه الفترة. يبدأ بسبب النشاط البشري في المتنزه ، ولكن أيضًا في جميع أنحاء المنطقة ، حيث تنتشر الأمواج المتولدة عبر البيئة حتى يضعفها الكوكب تمامًا (ربما عشرات الكيلومترات).
كم كان هذا التخفيض؟
لتقدير الانخفاض يمكننا ببساطة حساب الفرق بين الخطين الأسود والأحمر في الشكل 2. وبذلك نحصل على الشكل 3 الذي يوضح الفرق في ديسيبل (ديسيبل). كيف يمكننا
يلاحظ في الشكل 3 ، وصل الفرق إلى أقل بقليل من 5 ديسيبل. حسنًا ، هذا يتوافق مع انخفاض بنسبة 50٪ تقريبًا
على مستوى ضوضاء اتساع الإشارة التي تلاحظها هذه المحطة في المتوسط. هذا مهم جدا! هذا انخفاض متوسط ، حيث من الطبيعي أن جميع هذه المحطات قادرة على إدراك الفترات التي يذهب فيها السكان
النوم أو عطلات نهاية الأسبوع أو مواسم الأعياد الأخرى ، حيث يوجد انخفاض كبير في النشاط البشري. مجرد إلقاء نظرة على السجل
مستمر ، بعد تطبيق القليل من الرياضيات لفهم كيفية مراقبة تغير الضوضاء في المحطة
الشكل 3: الفرق بين مستوى الضجيج قبل وبعد إغلاق الحديقة
كل من الترددات التي تم النظر فيها. المنطقة الرمادية هي المنطقة التي تركز أكثر
الضجيج الناجم عن النشاط البشري.
حركة الأرضية
هناك طريقة أخرى لمراقبة هذا الانخفاض في مستويات الضوضاء الزلزالية في المحطة - وحتى أبسط قليلاً ، وهي حساب الرسم البياني لحركة الأرض (المتوسط) خلال فترة زمنية معينة. لعمل هذا الرسم البياني ، سنستخدم البيانات المستمرة لاهتزاز التربة في محطة CNLB ولكل فترة زمنية مختارة ، (سنستخدم في هذا المثال ساعة واحدة) سنحسب قيمة المتوسط المطلق للسعات (حركة الأرض) .
ثم سنمثل هذه القيم كدالة للوقت. وبالمثل ، على غرار التحليل السابق ، يتم تصفية السجلات بحيث تحتوي فقط على الإشارات بتردد يتراوح بين 5
هرتز و 15 هرتز (تتم إزالة جميع الإشارات الأخرى ، غالبًا خارج هذا النطاق). يبدو الأمر كما لو أننا ننظر فقط إلى المنطقة في
باللون الرمادي في الشكلين 2 و 3.
بالنظر إلى الشكل 4 ، يمكننا أن نرى بوضوح أن مستويات الضوضاء تنخفض بعد مرسوم الحجر الصحي ، الذي حدث في 20/20/2020. ذلك
يصل هذا الخريف إلى ما يقرب من 50٪ فيما يتعلق بقيم الأسابيع السابقة ، وهو رقم مهم للدراسات بشكل رئيسي
علمي.
الشكل 4: متوسط الحركة الأرضية المسجلة في محطة CNLB (كانيلا ، RS) بين مارس و
أبريل 2020. تظهر التقلبات اليومية أعلى ضجيج خلال النهار وأدنى مستوى في الليل.
لماذا هو مهم؟
حسنًا ، هذا الانخفاض في الضوضاء الزلزالية التي أظهرناها لمحطة Canela ، يحدث بالفعل في محطات حول العالم.
مع ضوضاء أقل ، يمكن لأجهزة قياس الزلازل أن "تستمع" بشكل أفضل إلى البيانات ذات الصلة حقًا بدراسات المناطق الداخلية للأرض ، مثل
الزلازل ، البراكين ، إلخ. يمكن أن توفر قشرة الأرض "الأكثر هدوءًا" (مع ضوضاء أقل من صنع الإنسان) البيانات
التي كان من الصعب فهمها من قبل.
بالعودة إلى حالتنا لمحطة CNLB ، مع تقليل مستوى الضوضاء ، سيكون من الممكن الكشف عن علامات الهزات الصغيرة
الأرض التي ستحدث بالقرب من المحطة والتي كانت ستخفي تمامًا في الضجيج من قبل. حتى أكثر برودة ، يمكننا استخدامها
بيانات المحطة كمقياس حرارة (مكلف للغاية) لتقييم إجراءات الحجر الصحي والعزلة الاجتماعية! رائع. صحيح!؟
مرسوم الحجر الصحي بتاريخ 20/20/2020
على سبيل المثال ، بعد تحويل انتباهك إلى الشكل 4 ، يمكنك أن ترى زيادة في مستويات حركة الأرضية من 31/03/2020. هل سيبدأ سكان كانيلا العودة إلى الأنشطة
عادي وخرج الى الشوارع؟ لا تزال ممارسة التفسير.
الشكل 5: محطة CNLB التي شوهدت ليلاً ، مثبتة في Parque do Caracol. الضوء الذي يظهر
الخلفية تأتي من أضواء مدينة Canela / RS ، مما يعطي فكرة عن القرب من
مدينة.
Nenhum comentário:
Postar um comentário