地震發(fā)生后,迅速獲知時(shí)間、地點(diǎn)、震級"三要素"對抗震救災(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,中國地震局啟動(dòng)了自動(dòng)地震速報(bào)服務(wù),國內(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,這主要得益于我國自主研發(fā)的"數(shù)字地震臺網(wǎng)信息實(shí)時(shí)自動(dòng)處理系統(tǒng)(簡稱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"國家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目"中國數(shù)字地震觀測網(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、廣東省地震局高級工程師呂金水介紹,該系統(tǒng)主要解決地震參數(shù)測定及發(fā)布"快"與"準(zhǔn)"的技術(shù)難題,使我國的地震參數(shù)測定實(shí)現(xiàn)了"人工"到"自動(dòng)化"的歷史性跨越。
據(jù)了解,我國的地震參數(shù)測定經(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,我國的數(shù)字地震觀測還依賴美國援建的9臺地震監(jiān)測設(shè)備,每次地震發(fā)生后,分布在各地的臺站將測到的數(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)測設(shè)備,數(shù)字地震監(jiān)測臺站逐漸增多到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家地震臺網(wǎng)中心和各省的區(qū)域地震臺網(wǎng)中心匯總分析。此時(shí),在人機(jī)交互的速報(bào)模式下,國內(nèi)地震一般在震后15-30分鐘內(nèi)完成地震參數(shù)測定與速報(bào),而國外的遠(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、美國等國及我國臺灣地區(qū)都有實(shí)用化的地震參數(shù)自動(dòng)測定系統(tǒng),地震參數(shù)測定速度顯著提高。
進(jìn)入新世紀(jì),臺站數(shù)量發(fā)展為覆蓋我國大陸及周邊國家的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)確測定及發(fā)布不僅是我國防震減災(zāi)工作的最重要基礎(chǔ),還是核試驗(yàn)監(jiān)測信息的重要來源,對基礎(chǔ)科學(xué)研究和國家安全等有重要作用,因此,中國不能依賴國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)立知識產(chǎn)權(quán)的地震臺網(wǎng)信息實(shí)時(shí)自動(dòng)處理系統(tǒng)。
從2002年起,我國開始立足國情,研制"數(shù)字地震臺網(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)的快速識別、地震參數(shù)快速精確自動(dòng)測定等難題。"現(xiàn)在,地震發(fā)生后,各臺站的數(shù)據(jù)會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)迅速傳往中國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分鐘完成國內(nèi)及周邊地區(qū)的地震參數(shù)測定及發(fā)布,在臺站特別密集的地區(qū),能在幾十秒內(nèi)完成速報(bào)。自動(dòng)速報(bào)測定的參數(shù)結(jié)果與中國地震臺網(wǎng)中心的人工修定結(jié)果對比,匹配率達(dá)到98.3%,自動(dòng)速報(bào)測定震級平均誤差在0.3級之內(nèi)。
美國地質(zhì)調(diào)查局地震學(xué)家、中美地震科技雙邊合作協(xié)調(diào)人對此給予高度評價(jià),他指出,地震參數(shù)的快速準(zhǔn)確自動(dòng)測定以及信息發(fā)布是國際地震科學(xué)界長期面臨的一項(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、快速測定地震參數(shù),并讓人們共享這些信息。"中國專家解決的這個(gè)技術(shù)問題達(dá)到了世界水平。"
而中國工程院許紹燮院士認(rèn)為,這一系統(tǒng)"對于我國地震監(jiān)測技術(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。"