關鍵在于精確的觀測
“預報的基礎是地震前兆,而地震前兆的基礎是精確的觀測。”邱澤華說。邱澤華認為,在分析地震前兆的涵義、提煉地震前兆的判據過程中,要確定一個難得的地震前兆異常需要多方面的保障:為了有正常背景,觀測必須連續、穩定,并且觀測點要足夠多;為了排除干擾影響,必須有相關的輔助觀測,并且了解觀測點周圍的環境變化;為了揭示與地震的相關性,要增加觀測點、合理布局,并提高觀測的采樣率,等等。
分量鉆孔應變儀就是李四光倡導的地應力儀。1985年,我國四種鉆孔應變儀通過國家鑒定。關于鉆孔應變觀測技術,我國具有充分的自主知識產權,技術上處于前沿水平。邱澤華從日本東京大學地震研究所留學回國后,2000年起開始負責地殼應力研究所的鉆孔應力應變觀測。而此時,所有觀測站的儀器已很落后,只有十幾個臺站在觀測,當時的說法是讓其“自生自滅”。邱澤華回憶說,其中一個主要問題是,鉆孔應力應變觀測的到底是什么東西,說是觀測應力,實際上可能有各種干擾,無法分辨。
2000年,美國啟動了大的觀測計劃“板塊邊界觀測”(PBO)項目,他們采用了三種觀測手段:地震儀、GPS和鉆孔應變儀。邱澤華獲悉這個消息后,多方宣傳,得到研究所領導和其博導、中國科學院研究生院石耀霖院士的支持,在“十五”計劃制定過程中,積極向中國地震局呼吁鉆孔應變應力觀測的重要性。
2004年,我國“數字地震觀測網絡”工程啟動,決定在全國布設分量鉆孔應變儀。到2007年底,40套國產四分量鉆孔應變儀在全國布設完成。觀測點設備包括四分量應變探頭、水位氣壓輔助觀測探頭、采集控制機箱、網絡傳輸電路、全隔離供電電源、信號輸出隔離光纖等。實現了全自動無人值守、網絡傳輸數據、臺網中心自動調集全國數據等新技術,數據采樣率為每分鐘一次,整體技術達到國際先進水平。
“歷史地看問題,以往輕視地震前兆研究與觀測水平的低下有直接關系。”邱澤華認為,在低分辨率、低采樣率、無輔助觀測、無對比觀測的條件下,研究人員得到的信息非常有限,無法對可能的觀測異常進行深入的分析和研究,只能停留在“看曲線、識異常”的狀態。近幾年,中國的前兆觀測實現了數字化,產生出一些比較連續、穩定的高精度、高采樣率的觀測資料。正是由于這種觀測技術的進步,才使研究人員終于發現了比較可靠的、以往無法提取的汶川地震的前兆異常信號。
然而遺憾的是,我國的觀測點仍然太少,并且分布不夠合理,特別是在臺網設計上缺乏科學的整體思路。在提出應加緊在全國布設鉆孔應變密集觀測網的同時,邱澤華提出:“應沿主要地震斷裂帶布設觀測站點,不過從現實出發,不可能建太多觀測點,在監測區域劃定上可以綜合考慮歷史強震多發和人口設施稠密兩方面因素,并保證未來強震發生區(斷層破裂帶或余震分布區)內至少有一個觀測點。”
“根據以往積累的震例觀測資料,在觀測點正常運行的前提下,這種布網是可能對強震作出有效預報的。”邱澤華認為。
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