全球卫星定位系统(GPS)一直被广泛使用在陆海空运输工具的导航系统中,GPS使用者借着接收卫星群提供的电波讯号,来计算本身的位置与速度。然而,卫星讯号在传输过程中,常受到地表上空(大约在75公里~1000公里高空)电离层的干扰,造成讯号的延迟、误差,严重的还可能导致系统当机。因此,对一般的用户而言,电离层并不受欢迎。法国与美国的研究团队认为,卫星讯号传输受到电离层电子密度的影响,若能测量卫星讯号传输时间的微小变化,就可以得出电子密度的三维分布。
研究团队利用分布在美国加州稠密的GPS接收站,建立一个电离层实时立体观测网。当阿拉斯加的Denali在2002年11月3日发生规模7.9的地震,在地震雷利波(Rayleigh Wave)出现后大约660秒到670秒间,观测网侦测到电离层的扰动。虽然扰动的讯号微弱、最大分辨率只有50公里,不过,讯号与地震模式非常一致。
未来,除了提升讯号品质外,研究团队希望将技术用在无地表震测站的区域,如深海或邻近的岛屿;并且也将在欧洲建立观测网,共同监测来自地震、火山或者是人为影响的电离层讯息。
原始论文: Ducic, V., J. Artru, and P. Lognonné, Ionospheric remote sensing of the Denali Earthquake Rayleigh surface waves, Geophys. Res. Lett., 30(18), 1951