高飞行实验证明了气球传入的次声检测的潜力

次声，有时被称为低频声音，是在低于人类听觉极限的频率发生的声波。次声信号在远距离传播时可以保持强大，这使得它们可用于精确定位核爆炸，陨石撞击，火山爆发和有时地震破裂等事件的位置和大小。

地面传感器可以检测到这些信号，但是非常小的次声信号可能被这些设备收集的风和其他环境噪声淹没。因此，包括西南研究所的艾略特杨和桑迪亚国家实验室的丹尼尔鲍曼在内的研究人员正在寻找更安静的地方来定位这些传感器-在这种情况下将它们系在高空气球上。

“气球对此有好处，因为它们漂浮在环境风场中，消除了地面传感器带来的风噪声，”Young解释道。“地球大气的温度也会产生一个次声波导-在平流层中的一个地方，次声能量集中并且不会以正常方式消散。”

为了测试气球探测器的灵敏度，Young和他的同事安排了三次大型地面爆炸(相当于大约2400磅的TNT)，当他们在一个高度为35公里或近22英里的气球上飞行次声传感器时在空中。飞行传感器能够探测到该高度处的所有三次爆炸，并且在距离大约350至400公里或220至250英里之外的爆炸的横向距离处。

这意味着传感器，Young说，“对于在地球大气层中进入并爆炸的保龄球大小的物体非常敏感。”

科罗拉多大学博尔德分校的ViliamKlein说，建立一个可以检测到这种小信号的传感器是一项重大挑战。随着气球在高度上升，气球上的大气压力的变化也发生变化，压力波大于次声波。“如果你把手臂从桌子上抬起来，你的大气压力会有三个变化，”克莱因说。“但我们要测量的波浪幅度约为0.06帕斯卡。”

这一事实使得难以校准地面上的传感器。例如，当实验室的交流系统中断过程时，研究人员将传感器装置放在冰箱内，但即便是冰箱压缩机的噪音也太过具有破坏性，克莱因说。“一切都会产生比我们想要的更大的压力波。”

在实验期间，鲍曼还在较低的高度(约15公里)飞行了一个较小的太阳能气球。太阳能气球能够探测到其中一个爆炸，研究人员指出，次声信号的幅度比高空气球检测到的强度大约五倍。“看起来你可以获得没有环境风噪声和较低气球的优势，但你没有那么高的缺点，压力确实下降，你的信号很小，”杨说。

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