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中国首个地下云图网开建 预报地震可“看图说话”

点击数:229   录入时间:2018年5月8日

中国经济时报:记者韩清华 ■张丽

新闻发布会现场

5月8日,汶川地震十周年之际,成都高新减灾研究所(简称减灾所)对外发布新闻称:四川、云南两省开始建设中国首个地下云图网。川滇地下云图网拟在四川、云南建设2000个地下云图监测站,它们的数据实时传到预报中心,预报中心自动实时处理,生成地下云图,再类似于气象预报的“看图说话”,自动/人工分析、研判地下云图,预报地震。

据中国经济时报记者了解,“地下云图网”是成都高新造产品,建设“地下云图网”是世界地震预报领域的首创,开启了地震预报领域的新征程。

成都高新减灾研究所所长王暾发言

国家“千人计划”人才、成都高新减灾研究所所长王暾博士介绍,基于减灾所过去七年潜心研究,为地震预报找到了可行的钥匙——地下云图,期待着未来1~2年建成川滇地下云图网,再用3年左右地下云图网采集10个左右破坏性地震的案例,进行地震预报的内部技术试验,再进行地震预报的逐步公开试验,若成功,将通过政府进行基于地下云图的地震预报的公开服务。

十年前,汶川地震时,我国没有地震预报,没有地震预警。汶川地震十年后,我国地震预警技术已全球领先,只欠缺地震预警“最后一公里”的全面打通,但是地震预报技术在全球范围内仍然未能解决。

地下云图模拟演示

一些专家认为,地震预报是世界难题,其难度在于:一是地球的不可入性,二是地震孕育的复杂性,三是在同一地点的地震重复发生的小概率性。但是,王暾博士认为,一是地下云图网通过在地表安装传感器实现了对地下8~20千米的应力、能量的动态监测,生成了地下云图,就能够实时掌握地下应力、能量,即不需要“打孔”深入地球,就能监测到地下应力、能量;二是地震只是力学过程,地震的发生只与应力、能量的积累程度和断层的断裂强度有关,与应力积累的过程无关,即对临震预报而言,不需要考虑地震孕育的复杂性(类似于,女性怀孕后总是在40周左右生孩子的,与其怀孕的过程无关);三是川滇地下云图网将全面覆盖四川、云南的地震区,而四川、云南的频度高,平均每年5级以上的地震大于3次,即对应川滇地下云图网,破坏性地震不是小概率事件。地下云图网监测3年,就能具有10个以上的5级地震的地下云图数据。总结这些云图数据将启发地震预报。总之,川滇地下云图网绕开了地震预报的三个难题,预期将有效促进地震预报科技的解决。

天气预报云图动态图

王暾博士表示,作为对比,传统地震预报方法之所以不成功是因为还未能形成一张可靠的地下云图,不能“看见”地下应力和能量的动态演化图(地下云图),也就不可能可靠的预报地震,就只能靠无足够科学依据的经验。这类似诸葛亮可能预报天气而且很神秘,而在有了天气云图后,天气预报不再需要神秘,只需要气象知识;这也类似于古代扁鹊等“神医”可能看见人体内脏的病变,而现在的CTX射线即能够让普通大夫看见人体内脏的病变。即,地下云图生成后,只需要对地下云图的判读即可能可靠预报地震了。总之,地下云图是(可靠)地震预报的必要条件,地下云图是地震预报的可能钥匙。

川滇地下云图网的主要科学目标是解决浅源(深度小于20千米的)破坏性地震的临震预报科技。川滇地下云图网的研究对象是震源深度8-20千米的对人类有破坏性的大地震。历史经验表明,对人类有破坏性的地震的震源深度几乎都小于20千米,例如海城地震、邢台地震、唐山地震、汶川地震、九寨沟地震的震源深度都小于20千米。另外,震源深度小于8千米的地震的震级难以大,因为深度太小时,应力和能量积累难以很大,所以震源深度小于8千米的地震的震级一般小于5级。

为了实现面向临震预报的地下云图,选择传感器的要求包括:一是从地下10千米传递到地表时,传感器所监测的物理量需要的传递时间为秒级;二是传感器所监测的物理量与应力、能量的物理关系明确。这些传感器虽然安装在地表,但是通过物理学方法,却可监测到地下8~20千米的应力和能量。基于这些种类的传感器,地震预报将基于物理关系明确的数据,不再去用物理关系不明的物理量预报地震,例如“鸡飞狗跳、蛤蟆过街”,也不用物理关系太间接的物理量,例如地下水位、水温等,而是用地下应力、地下能量等直接与地震的发生地区、地震震级有直接关系的物理量来预报地震。

王暾博士表示,减灾之所以能够提出地下云图是地震预报的必要条件的原因包括:一是减灾所的研究人员及合作人员具有深厚理论物理背景、理论力学背景,具有断裂力学的深厚基础,能够从理论上确定地震预报的技术路线;二是减灾所的研究人员还具有丰富的软硬件知识,能够为了科学目标设计、优化、研发地下云图传感器,并且进行良好的成本控制,使得川滇地下云图网的建设成本在数千万元级别。王暾博士表示,地下云图网的研发、建设已得到了组织部门、科技部门的资金支持,减灾所也还在筹建更多资金,以更快的建设地下云图网。

王暾表示,值得指出的是,并不是将来有了地震预报,就不需要地震预警。因为地震预报只能给出一个时间区间,不可能精确发震时刻;地震预报只能给出震中的区域,不可能精确到一个点。因此,可以在有地震预报的区域加强地震预警工作,即地震预报与地震预警可以相辅相成。

王暾博士介绍,川滇地下云图网的其它目标包括:提升地质灾害预测预警科技水平、提升深部资源勘测科技水平、开展川滇地震预报服务、开展川滇多灾种预警服务、强化地震动参数速报能力,大幅提升地震数据获取能力,更有效保障防震减灾、应急指挥、应急救援等。地下云图的效益包括科学性、公益性。王暾表示减灾所过去十年专注地震预警,未来十年专注地震预报、多灾种预警。

王暾表示,地震预警四川省重点实验室、成都高新减灾研究所将基于川滇地下云图网,开展国际国内合作,建设全球地震预报实验室。

四川省地震局研究员陈天长发言

四川省地震局研究员陈天长表示,地震活动性是地震预报的重要方式之一,但是对于无前震的大震,地震活动性方法不适用。不过,地下云图网所采用的传感器都能够监测地下10千米附近的应力、能量,所监测的物理量的物理意义明确,该网既能够监测地震活动性,也能够通过主动源监测无地震发生时的地下应力和能量,弥补地震活动性对于地震预报的不足,形成良好的面向地震预报的地下云图。


新闻来源:中国经济时报四川      图片来源:成都高新减灾研究所


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