加利福尼亚理工学院（CALTECH）的一群研究人员揭露了一种开创性的方法，可以测量vadose区的土壤水分 - 地球表面与植物根部接收水的地下含水层之间的浅区域。
根据该团队的说法，这种创新的技术使用地震技术，通常保留用于检测地震期间地面颤抖的地震技术，以通过测量地面振动速度来评估水分水平。
利用地震振动进行土壤水分检测
传统上，使用卫星成像对土壤水分水平进行了监测，卫星成像仅提供低分辨率平均值，无法穿透地面以下。此外，由于雷暴之类的天气事件，vadose区的水分水平会迅速波动。
根据地震学家中旺Zhan（Zhongwen Zhan）领导的加州理工学院（Caltech）团队开发的新方法，通过采用分布式声音传感（DAS）克服了这些限制。有趣的工程。
分布式声感应如何起作用
DAS涉及将激光引导到未使用的地下光纤电缆中，类似于用于互联网服务的电缆。当地震波或振动穿过电缆时，它们会导致激光弯曲和折射。
通过测量这些变化，研究人员可以收集有关传递波的详细信息，从而有效地将10公里的电缆变成一系列成千上万的常规地震传感器。这允许对土壤水分进行精确和实时监测。
案例研究：莫哈韦沙漠
在加利福尼亚州的2019年Ridgecrest地震之后，Zhan的团队部署了DAS阵列来测量余震。
他们与水文学家fu合作，发现这种设置还可以跟踪与土壤水含量相关的地下振动的变化。
在五年的时间里，他们收集了数据，这些数据揭示了vadose区的显着水分变化，尤其是在2019年至2022年加利福尼亚历史干旱期间。
对水管理的影响
vadose区水分的实时测量对于有效的水管理和保护至关重要。这种新方法提供了土壤水分水平的详细而动态的视野，从而可以更好地灌溉实践和资源管理。
此外，该技术在供水波动的地区（例如依赖降雨和灌溉的农业地区）中特别有益。
将技术扩展到沙漠地区
研究人员计划将该技术的使用范围扩展到沙漠地区。
富说：“我们知道这种方法在这个特定地点非常有效。许多其他具有相同气候的有趣地区可能会有不同的水文过程，例如中央加利福尼亚，那里的农业运营撤出了水，但该地区也从内华达山脉山脉获得了融雪。”
土壤水分图的进步
该方法是创新土壤水分测量技术的更广泛努力的一部分。
最近，美国宇航局启动了机会p波段调查的信号（Snoopi）任务，它采用低噪声无线电接收器，使用商业卫星的无线电信号测量根区的土壤水分。这些进步凸显了精确的土壤水分监测对农业和环境管理的越来越重要。
加州理工学院的创新地震技术确实是土壤水分测量中的游戏规则改变者。通过利用日常的地震振动，该方法对vadose区的土壤水分水平有了更详细，准确和实时的理解。
这一突破有可能彻底改变水管理实践，尤其是在供水可变的地区。了解更多有关学习，访问自然通讯。
