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关于福岛核事故之后多学科研究方向的一些想法

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dingmin 发表于 2011-5-28 05:12:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 dingmin 于 2011-5-28 05:54 编辑

在林老师、徐敏师兄的启发下,我们觉得福岛事件是一个很好的多学科交叉研究的切入点。陈儒和我将尝试用一些示意图来与大家分享我们的一些想法,希望能以此抛砖引玉。
从科学的角度考虑,福岛的核泄漏事故按照时间顺序至少包括了五个过程:
(1) 地震触发海啸,海水进入核电站引起泄漏。
(2) 相关方面的应急反应,对核反应堆和核泄漏的控制。
(3) 核泄漏物质的扩散和衰减。
(4) 核泄漏物质进入岩石圈和生物圈,可能对人体健康产生影响。
(5) 地震和核泄漏事故对科研和经济发展的长远影响。


接下来通过一些示意图,简单谈一下我们关于这一事件的几个研究方向的理解。分别是:地震学,物理海洋学,气象学,海洋生物学, 核物理和核安全, 生物化学, 生态系统循环和人体健康, 以及社会科学的研究方向。由于知识面有限,我们只能浅尝辄止,希望有兴趣的老师同学能给与补充和纠正!

内容比较多,我们将分三次贴出,今天先谈地震学,物理海洋学和气象学。

1. 地震学
用Coulomb软件,林老师,Ross Stein,和Shinji Toda计算了日本地震造成的地表位移,海底的形变也是海啸产生的原因。


2. 物理海洋学
无论是海啸的产生,还是核泄漏物的扩散,都离不开物理海洋学的观测和模拟。陈老师对核泄露物随海流的漂移进行了数值模拟(陈老师的个人主页:http://fvcom.smast.umassd.edu/People/chen.html)另外,一个相关的研究问题是关于墨西哥湾漏油事件的研究 (http://www.aoml.noaa.gov/phod/dhos/drifters.php)。


污染物扩散问题的研究具有一定的挑战性。海水运动具有湍流特性,不仅包括大尺度流动,还有很多中小尺度的运动,模拟结果经常与初始条件和参数选取有关。 漏油的扩散问题,我们个人认为更复杂,因为油的大量存在可能会通过影响海气交换等途径来影响海流和中尺度涡。在计算条件允许的前提下,海气耦合模式可能是个研究这一问题的更好工具。
下图是污染物扩散的观测结果,从墨西哥湾释放的浮标经过一段时间后几乎漂移到了整个北大西洋。


3. 气象学
大气的运动速度比海流的速度快的多,因此,易挥发的核衰变产物I,Cs很快的就传到了很多地方,中国、欧洲、北美都测到了I-131异常。UCB Rain Water Sampling的测量结果如下:


这个过程当然也可以进行数值模拟,如下是FLEXPART Forecast Products的模拟结果:


接下来我们还将涉及:
4. 海洋生物学:Reardon, Science (2011)介绍了海洋生物学的相关问题,研究成果还在期待中。
5. 核物理和核安全:关于核裂变的具体过程,产物,和控制方法。
6. 生物化学:一个实验室了解核辐射破坏人体细胞的例子。
7. 生态系统循环和人体健康:人体受到核污染的方式。
8.  地震和核泄漏事故对科研和社会发展的长远影响:比如,如何看待“抢盐”事件?
9. 社会系统和自然系统的耦合研究:灾难性事件的发生频率和社会系统的相互作用。

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笨熊 发表于 2011-5-28 16:18:00 | 显示全部楼层
陈老师的动作还是那么快来着. 前阵子法航客机的黑匣子找到了, 不知道还有没有借助他们组的数值模拟.
我再添个地址,主要是高分辨率卫星遥感资料, 里面还有一些相关的文字资料. 这次主要的污染物是辐射粉尘, OMI之类的大气成分监测仪器估计无能力了. 不过NASA和美国军方可能还有些数据, 参照核试验监测的思路来也是合适的.
http://www.ittvis.com/Company/Home/DisasterResources.aspx
lfan 发表于 2012-1-16 08:54:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 lfan 于 2012-1-16 10:19 编辑

相当的系统全面,希望了解最新进展。基于dingmin系统之上的专家系统,可以为各国政治家提供决策支持,尽可能避免信息披露中不必要的歪曲带来的负面社会影响。

感觉这次似乎美国政府对事态的估计都比日本政府来的严重,并且反应也更迅速而到位,日本公布几公里半径禁区的时候,美国警告侨民80公里半径禁区;日本首相说问题搞得差不多的时候,反应堆还在继续出问题,而美国已经开始撤侨了。看来美国对日本的核计划和实施的了解,甚至超过了东电刻意蒙蔽下的频繁更迭的首相府。
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