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车里雅宾斯克上空50万吨的空中爆炸以及小型撞击物带来的危险增强

自然体积503，页面238 - 241 (2013）引用本文

主题

摘要

大多数大型(直径超过一公里)近地小行星现在已经为人所知，但认识到空中爆炸(或大气中核武器大小的流星体爆炸产生的火球)有可能造成更大的破坏1与之前的想法相比，剩余撞击风险(来自未知物体的撞击风险)越来越多地转移到更小的物体上2．在冲击器的阈值大小以上，大气吸收足够的能量以防止地面撞击，大多数损害被认为是由空中爆炸冲击波造成的3.，但由于缺乏观察，这是不确定的4，5．在这里，我们报告了2013年2月15日俄罗斯车里雅宾斯克东南直径约19米(17至20米)的小行星空中爆炸造成的损害分析，估计其能量相当于约500(±100)千吨三硝基甲苯(TNT，其中1千吨TNT = 4.185×10)12焦耳)。我们展示了一种被广泛引用的技术4，5，6对空爆损伤的估计并不能再现观测结果，并说明了数学关系7基于核武器的影响——几乎总是与这种技术一起使用——高估爆炸的伤害。这表明早期的损失估计5，6接近阈值的冲击器尺寸都过高。我们对1000吨或以上的空中爆炸(包括车里雅宾斯克)进行了全球调查，发现直径为数十米的撞击物的数量可能比基于其他技术的估计高一个数量级8，9．这表明，对于直径10至50米的物体，近地小行星种群存在非平衡(如果种群处于长期的碰撞稳定状态，尺寸-频率分布要么遵循单一幂律，要么在其他调查中必须存在尺寸相关的偏差)，并将更多的剩余撞击风险转移到这些尺寸上。

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图1:车里雅宾斯克空爆的光曲线。
图2:车里雅宾斯克空爆的观测和预测冲击特征。
图3:地球上撞击物的估计累积通量。

参考文献

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确认

资金由NASA合作协议NNX11AB76A和捷克机构项目RVO:67985815提供。国土安全部感谢海军研究办公室的支持。我们感谢与加州大学圣地亚哥分校的F.吉尔伯特、上汽集团的J.史蒂文斯、美国地质调查局的P. Earle和J. Bellini的讨论。D.迪尔伯恩提供了视频缩减的帮助。

作者信息

作者及隶属关系

  1. 西安大略大学物理与天文系，伦敦，安大略省N6A 3K7，加拿大

    P. G.布朗，M.坎贝尔-布朗，J.吉尔，E.西尔伯，D.尤伦，R. J.威里克和Z.科兹明斯基

  2. 西安大略大学行星科学与探索中心，加拿大安大略省伦敦N6A 5B7

    p·g·布朗

  3. Département分析监测环境(CEA/DAM/DIF)， Commissariat à l 'Energie Atomique, Bruyères-le-Châtel, 91297 Arpajon Cedex，法国，

    J. D. Assink, N. Brachet和A. Le Pichon

  4. 加州大学圣地亚哥分校地球物理与行星物理研究所大气声学实验室，美国加州拉霍亚92093-0225

    L. Astiz, C. de Groot-Hedlin, M. Hedlin & G. Laske

  5. 马歇尔信息技术服务(MITS)/动力学技术服务，NASA马歇尔航天飞行中心，美国阿拉巴马州亨茨维尔35812

    R.布劳和D. E.莫泽

  6. 桑迪亚国家实验室，邮箱5800，阿尔伯克基，87185，新墨西哥州，美国

    M. B.博斯劳和R. E.斯伯丁

  7. 捷克共和国科学院天文研究所，CZ 251 65 Ondrejov，捷克共和国，

    J. borovivka & P. Spurný

  8. 全面禁止核试验条约组织临时技术秘书处国际数据中心邮箱1200,a -1400奥地利维也纳

    D.布朗和P.米勒

  9. 德国汉诺威市联邦车站für德国汉诺威市大街2号，30655

    l . Ceranna

  10. 流星体环境办公室，EV44，马歇尔太空飞行中心，亨茨维尔，35812，美国阿拉巴马州

    W.库克和A.萨弗

  11. 美国华盛顿特区20375号俯瞰大道4555号海军研究实验室空间科学部

    D. P. Drob

  12. 加拿大自然资源部，加拿大危险信息服务，7天文台新月，渥太华，安大略省K1A 0Y3，加拿大，

    w·爱德华兹

  13. 荷兰皇家气象研究所地震学分部，Wilhelminalaan 10,3732 GK De Bilt，荷兰，

    L. G. Evers & P. Smets

  14. 代尔夫特理工大学土木工程与地球科学学院地球科学与工程系，荷兰代尔夫特，Stevinweg 1,2628

    L. G. Evers & P. Smets

  15. 夏威夷大学次声实验室，马诺阿73-4460皇后Kaahumanu公路，119 Kailua-Kona，美国夏威夷州96740-2638

    m·加尔

  16. ERC公司/Jacobs ESSSA集团，NASA马歇尔太空飞行中心，美国阿拉巴马州亨茨维尔35812

    答:Kingery

  17. ET空间系统，5990 Worth Way, Camarillo, 93012，美国加利福尼亚州

    大肠Tagliaferri

  18. 洛斯阿拉莫斯国家实验室，EES-17 MS F665, PO Box 1663，新墨西哥州洛斯阿拉莫斯87545，美国

    r·惠特克

作者
  1. p·g·布朗
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  2. j·d·阿辛克
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  3. l .他还
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  4. r·布劳
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  5. M. B.博斯劳
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  6. j . Borovička
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  8. d·布朗
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  9. m . Campbell-Brown
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  19. 答:Kingery
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  29. 大肠Tagliaferri
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  33. z Krzeminski
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贡献

p.g.b.， n.b.， d.b.， l.c.， w.e.， l.g.e.， m.g.， a.l.p.， j.d.a.， p.m.， P. Smets和R.W.进行了次声记录的识别、测量和解释的各个方面。洛杉矶,C.d.G.-H。，M.H. and G.L. collected and identified the airburst signals in seismic recordings as well as analysing and interpreting the seismic data. P.G.B., R.B., J.B., W.C., J.G., A.K., D.E.M., R.W., A.S. and P. Spurny helped in identifying important videos and their geolocation and various aspects of their measurements. M.B.B. and M.C.-B. performed bolide entry modelling. D.P.D. provided atmospheric model data and interpretation. Z.K., J.G. and R.J.W. performed video lightcurve analysis and calibrations and helped with their interpretation as well as performing measurements of video dust cloud features. R.E.S. and E.T. facilitated and interpreted US Government Sensor data. D.U. performed window breakage analysis. P.G.B. and E.S. performed analysis of acoustic propagation and associated computer code development. P.G.B. wrote the manuscript. All authors commented on the manuscript.

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作者声明没有相互竞争的经济利益。

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该文件包括补充表1-5、补充图1-7和补充文本和数据1-7。用于测量空爆当量的次声测量和分析程序;2.用于估计空爆当量的地震测量和分析程序;3.-美国政府传感器数据的分析程序和辐射效率选择的讨论;4.用于估计超压的与风击窗损伤有关的观测资料、分析和解释;5.用于校准视频衍生光曲线的程序; 6. Details of a fragmentation model; 7. Details of the CTH Hydrocode model. (PDF 2740 kb)

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布朗P.，阿辛克J.，阿斯蒂兹L.。et al。车里雅宾斯克上空50万吨的空中爆炸以及小型撞击物带来的危险增强。自然503， 238-241(2013)。https://doi.org/10.1038/nature12741

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