我國擬在四川云南建首個地下云圖網(wǎng)

• 2018年5月9日 WuZhiCong來源：互聯(lián)網(wǎng) 466 24
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5月7日，四川省地震預警重點實驗室、成都高新減災研究所在成都高新區(qū)宣布：將在四川、云南建設面向地震預報的我國首個地下云圖網(wǎng)。通過在地表安裝約2000個地下云圖網(wǎng)監(jiān)測站，收集地下8千米至20千米的應力和能量動態(tài)演化信息，并實時傳輸?shù)奖O(jiān)測中心處理生成的動態(tài)地下應力和能量監(jiān)測網(wǎng)絡。

成都高新減災研究所所長王暾說，這是一項地震預報科研的新嘗試。最終，我們將有望通過類似于氣象預報看云識天氣的方式，對地下云圖進行自動或人工分析、研判，促進預報地震科研水平提升。

傳統(tǒng)地震速報、預警等均為震后監(jiān)測，無法隨時直觀地監(jiān)測地下應力和能量的動態(tài)演化情況，而地下云圖則是提升地震預報科研能力的“敲門磚”。

據(jù)悉，新建設的川滇地下云圖網(wǎng)的主要科學目標是，解決淺源(深度小于20千米)破壞性地震的臨震預報難題。臨震預報是指對某地幾天以內，在較小范圍內可能發(fā)生的破壞性地震做出的預報叫臨震預報。

王暾說，地下云圖網(wǎng)不需要“打孔”深入地下，就能實時掌握地下應力、能量，同時，地震的發(fā)生是力學過程，地震的發(fā)生只與應力、能量的積累程度和斷層的斷裂強度有關，對臨震預報而言則不需要考慮地震孕育的復雜性。最后，川滇地下云圖網(wǎng)覆蓋區(qū)域內頻發(fā)的地震將提供大量有效數(shù)據(jù)，促進地震預報科研。

為實現(xiàn)地下云圖建設，王暾團隊目前已開發(fā)一種新型傳感器，其將應力、能量信息從地下20千米傳遞到地表時，傳感器所監(jiān)測的物理量需要的傳遞時間為秒級。

據(jù)悉，這些傳感器雖然安裝在地表，但是通過物理學方法，卻可監(jiān)測到地下8千米至20千米的應力和能量?；谶@種傳感器，地震預報科研可收集到物理關系明確的數(shù)據(jù)，不再是“雞飛狗跳、蛤蟆過街”等關系不明的物理量，也不再是地下水位、水溫等物理關系太間接的物理量，而是地下應力、地下能量等直接與地震的發(fā)生地區(qū)、地震震級有直接關系的物理量來預報地震。

按照科研計劃，地震預警四川省重點實驗室、成都高新減災研究所將用1至2年建成川滇地下云圖網(wǎng);再用3年時間，運用新建設的地下云圖網(wǎng)采集10個左右破壞性地震的案例，進行地震預報的內部技術試驗等。目前，首個地下云圖網(wǎng)監(jiān)測站和傳感設備，已在汶川縣映秀地震臺部署完成。

據(jù)了解，中國地震局去年公布了“透明地殼”等多項計劃，以進一步摸清地殼情況、認識地震孕育發(fā)生規(guī)律。王暾說，“透明地殼”等計劃探測目標更為宏大，既包括地殼結構又有應力等參數(shù)，但地下云圖的重點是應力和能量，其采用的傳感器數(shù)量、參數(shù)、種類等與“透明地殼”項目是不同的。

據(jù)了解，此前，通過對地震監(jiān)測核心設備進行改良，王暾團隊世界首創(chuàng)的引入MEMS傳感器用于地震預警，既保證預警效果，又降低了70%以上的建設成本。

用物理量科學預報地震

據(jù)介紹，川滇地下云圖網(wǎng)的主要科學目標是解決淺源(深度小于20千米的)破壞性地震的臨震預報科技，研究對象是震源深度8-20千米的對人類有破壞性的大地震。歷史經驗表明，對人類有破壞性的地震的震源深度幾乎都小于20千米，例如海城地震、邢臺地震、唐山地震、汶川地震、九寨溝地震的震源深度都小于20千米。另外，震源深度小于8千米的地震的震級難以大，因為深度太小時，應力和能量積累難以很大，所以震源深度小于8千米的地震的震級一般小于5級。

為了實現(xiàn)面向臨震預報的地下云圖，選擇傳感器的要求包括：一是從地下10千米傳遞到地表時，傳感器所監(jiān)測的物理量需要的傳遞時間為秒級;二是傳感器所監(jiān)測的物理量與應力、能量的物理關系明確。這些傳感器雖然安裝在地表，但是通過物理學方法，卻可監(jiān)測到地下8~20千米的應力和能量?；谶@些種類的傳感器，地震預報將基于物理關系明確的數(shù)據(jù)，不再去用物理關系不明的物理量預報地震，而是用地下應力、地下能量等直接與地震的發(fā)生地區(qū)、地震震級有直接關系的物理量來預報地震。

王暾表示，減災所之所以能夠提出地下云圖是地震預報的必要條件的原因包括：一是減災所的研究人員及合作人員具有深厚理論物理背景、理論力學背景，具有斷裂力學的深厚基礎，能夠從理論上確定地震預報的技術路線;二是減災所的研究人員還具有豐富的軟硬件知識，能夠為了科學目標設計、優(yōu)化、研發(fā)地下云圖傳感器，并且進行良好的成本控制，使得川滇地下云圖網(wǎng)的建設成本在數(shù)千萬元級別。王暾博士表示，地下云圖網(wǎng)的研發(fā)、建設已得到了組織部門、科技部門的資金支持，減災所也還在籌建更多資金，以更快的建設地下云圖網(wǎng)。

首個監(jiān)測站將安裝在汶川

值得指出的是，并不是將來有了地震預報，就不需要地震預警。因為地震預報只能給出一個時間區(qū)間，不可能精確發(fā)震時刻;地震預報只能給出震中的區(qū)域，不可能精確到一個點。因此，可以在有地震預報的區(qū)域加強地震預警工作，即地震預報與地震預警可以相輔相成。

王暾介紹，川滇地下云圖網(wǎng)的其它目標包括：提升地質災害預測預警科技水平、提升深部資源勘測科技水平、開展川滇地震預報服務、開展川滇多災種預警服務、強化地震動參數(shù)速報能力，大幅提升地震數(shù)據(jù)獲取能力，更有效保障防震減災、應急指揮、應急救援等。地下云圖的效益包括科學性、公益性。王暾表示減災所過去十年專注地震預警，未來十年專注地震預報、多災種預警。

王暾表示，地震預警四川省重點實驗室、成都高新減災研究所將基于川滇地下云圖網(wǎng)，開展國際國內合作，建設全球地震預報實驗室。

四川省地震局研究員陳天長表示，地震活動性是地震預報的重要方式之一，但是對于無前震的大震，地震活動性方法不適用。不過，地下云圖網(wǎng)所采用的傳感器都能夠監(jiān)測地下10千米附近的應力、能量，所監(jiān)測的物理量的物理意義明確，該網(wǎng)既能夠監(jiān)測地震活動性，也能夠通過主動源監(jiān)測無地震發(fā)生時的地下應力和能量，彌補地震活動性對于地震預報的不足，形成良好的面向地震預報的地下云圖。

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