地震發(fā)生后,迅速獲知時(shí)間、地點(diǎn)、震級(jí)"三要素"對(duì)抗震救災(zāi)至關(guān)重要。五年前的汶川地震發(fā)生后,地震速報(bào)用時(shí)14分鐘。今年4月1日,中國(guó)地震局啟動(dòng)了自動(dòng)地震速報(bào)服務(wù),國(guó)內(nèi)地震一般2分鐘之內(nèi)便可快速定位。今年蘆山地震發(fā)生后,自動(dòng)地震速報(bào)僅用55秒。據(jù)了解,這主要得益于我國(guó)自主研發(fā)的"數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)信息實(shí)時(shí)自動(dòng)處理系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱JOPENS)"。
該系統(tǒng)的研制歷時(shí)7年,2002年啟動(dòng),2009年結(jié)題,是"十五"國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目"中國(guó)數(shù)字地震觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)"的重點(diǎn)科技攻關(guān)成果。
據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一、廣東省地震局高級(jí)工程師呂金水介紹,該系統(tǒng)主要解決地震參數(shù)測(cè)定及發(fā)布"快"與"準(zhǔn)"的技術(shù)難題,使我國(guó)的地震參數(shù)測(cè)定實(shí)現(xiàn)了"人工"到"自動(dòng)化"的歷史性跨越。
據(jù)了解,我國(guó)的地震參數(shù)測(cè)定經(jīng)歷了幾個(gè)不斷更新、進(jìn)步的階段。呂金水介紹說,上世紀(jì)80年代,我國(guó)的數(shù)字地震觀測(cè)還依賴美國(guó)援建的9臺(tái)地震監(jiān)測(cè)設(shè)備,每次地震發(fā)生后,分布在各地的臺(tái)站將測(cè)到的數(shù)據(jù)、波形存盤,送往北京由專家進(jìn)行匯總分析。上世紀(jì)90年代,我們有了自己開發(fā)的監(jiān)測(cè)設(shè)備,數(shù)字地震監(jiān)測(cè)臺(tái)站逐漸增多到200個(gè)左右,此時(shí)數(shù)據(jù)已不用存盤運(yùn)輸,而是用數(shù)據(jù)專線的形式匯集到北京的國(guó)家地震臺(tái)網(wǎng)中心和各省的區(qū)域地震臺(tái)網(wǎng)中心匯總分析。此時(shí),在人機(jī)交互的速報(bào)模式下,國(guó)內(nèi)地震一般在震后15-30分鐘內(nèi)完成地震參數(shù)測(cè)定與速報(bào),而國(guó)外的遠(yuǎn)震有時(shí)在震后1小時(shí)后才能完成速報(bào)。而同期日本、歐洲、美國(guó)等國(guó)及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)都有實(shí)用化的地震參數(shù)自動(dòng)測(cè)定系統(tǒng),地震參數(shù)測(cè)定速度顯著提高。
進(jìn)入新世紀(jì),臺(tái)站數(shù)量發(fā)展為覆蓋我國(guó)大陸及周邊國(guó)家的2000多個(gè),規(guī)模快速擴(kuò)張帶來的海量數(shù)據(jù)傳輸和處理,給原有模式帶來巨大挑戰(zhàn)。人機(jī)交互分析的地震速報(bào)模式造成速報(bào)速度慢,已經(jīng)不能滿足政府與公眾的需求。
地震參數(shù)的快速準(zhǔn)確測(cè)定及發(fā)布不僅是我國(guó)防震減災(zāi)工作的最重要基礎(chǔ),還是核試驗(yàn)監(jiān)測(cè)信息的重要來源,對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)研究和國(guó)家安全等有重要作用,因此,中國(guó)不能依賴國(guó)外的地震信息處理系統(tǒng),必須突破相關(guān)核心技術(shù),研究開發(fā)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地震臺(tái)網(wǎng)信息實(shí)時(shí)自動(dòng)處理系統(tǒng)。
從2002年起,我國(guó)開始立足國(guó)情,研制"數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)信息實(shí)時(shí)自動(dòng)處理系統(tǒng)"。通過自主創(chuàng)新,消化吸收國(guó)際最新科技成果,項(xiàng)目組最終成功解決了海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)匯聚和共享、復(fù)雜震相數(shù)據(jù)的快速識(shí)別、地震參數(shù)快速精確自動(dòng)測(cè)定等難題。"現(xiàn)在,地震發(fā)生后,各臺(tái)站的數(shù)據(jù)會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)迅速傳往中國(guó)地震局或各省地震局,設(shè)在這里的系統(tǒng)又能馬上進(jìn)行智能的自動(dòng)化識(shí)別處理和分析。這讓速報(bào)時(shí)間大大縮短。"呂金水說。
據(jù)介紹,該系統(tǒng)能在震后平均3.5分鐘完成國(guó)內(nèi)及周邊地區(qū)的地震參數(shù)測(cè)定及發(fā)布,在臺(tái)站特別密集的地區(qū),能在幾十秒內(nèi)完成速報(bào)。自動(dòng)速報(bào)測(cè)定的參數(shù)結(jié)果與中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心的人工修定結(jié)果對(duì)比,匹配率達(dá)到98.3%,自動(dòng)速報(bào)測(cè)定震級(jí)平均誤差在0.3級(jí)之內(nèi)。
美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地震學(xué)家、中美地震科技雙邊合作協(xié)調(diào)人對(duì)此給予高度評(píng)價(jià),他指出,地震參數(shù)的快速準(zhǔn)確自動(dòng)測(cè)定以及信息發(fā)布是國(guó)際地震科學(xué)界長(zhǎng)期面臨的一項(xiàng)技術(shù)難題,JOPENS地震軟件提供了一個(gè)自動(dòng)系統(tǒng),它能準(zhǔn)確、快速測(cè)定地震參數(shù),并讓人們共享這些信息。"中國(guó)專家解決的這個(gè)技術(shù)問題達(dá)到了世界水平。"
而中國(guó)工程院許紹燮院士認(rèn)為,這一系統(tǒng)"對(duì)于我國(guó)地震監(jiān)測(cè)技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化、全自動(dòng)化、全網(wǎng)絡(luò)化,起到了決定性作用。"