關鍵在於精確的觀測
“預報的基礎是地震前兆,而地震前兆的基礎是精確的觀測。”邱澤華説。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,並且觀測點要足夠多;為了排除干擾影響,必須有相關的輔助觀測,並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、合理佈局,並提高觀測的採樣率,等等。
分量鑽孔應變儀就是李四光倡導的地應力儀。1985年,我國四種鑽孔應變儀通過國家鑒定。關於鑽孔應變觀測技術,我國具有充分的自主智慧財産權,技術上處於前沿水準。邱澤華從日本東京大學地震研究所留學回國後,2000年起開始負責地殼應力研究所的鑽孔應力應變觀測。而此時,所有觀測站的儀器已很落後,只有十幾個臺站在觀測,當時的説法是讓其“自生自滅”。邱澤華回憶説,其中一個主要問題是,鑽孔應力應變觀測的到底是什麼東西,説是觀測應力,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,他們採用了三種觀測手段:地震儀、GPS和鑽孔應變儀。邱澤華獲悉這個消息後,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援,在“十五”計劃制定過程中,積極向中國地震局呼籲鑽孔應變應力觀測的重要性。
2004年,我國“數字地震觀測網路”工程啟動,決定在全國布設分量鑽孔應變儀。到2007年底,40套國産四分量鑽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、採集控制機殼、網路傳輸電路、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、網路傳輸數據、臺網中心自動調集全國數據等新技術,數據採樣率為每分鐘一次,整體技術達到國際先進水準。
“歷史地看問題,以往輕視地震前兆研究與觀測水準的低下有直接關係。”邱澤華認為,在低解析度、低採樣率、無輔助觀測、無對比觀測的條件下,研究人員得到的資訊非常有限,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,産生出一些比較連續、穩定的高精度、高採樣率的觀測資料。正是由於這種觀測技術的進步,才使研究人員終於發現了比較可靠的、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,並且分佈不夠合理,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鑽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,並保證未來強震發生區(斷層破裂帶或余震分佈區)內至少有一個觀測點。”
“根據以往積累的震例觀測資料,在觀測點正常運作的前提下,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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