2022年是国家“十四五”规划实施的关键一年。
在地震学研究领域,“中国地震科学实验场”“喜马拉雅东、西构造结地震学研究”“国家地震烈度速报与预警工程”等重大工程项目和相关科学问题将成为本年度研究热点,并有望在本年度产出突破性成果。
中国地震科学实验场
2018年5月12日至14日,汶川地震十周年国际研讨会暨第四届大陆地震国际研讨会在成都召开。
会上,中国政府宣布以深化地震孕育发生规律和成灾机理的科学认识、提升国家抗御地震风险能力为目的,建设集野外观测、数值模拟、科学验证及科技成果转化应用为一体,具有中国特色、世界一流的地震科学实验场。
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在国家创新驱动发展战略部署之下,建设中国地震科学实验场,充分体现了党和政府对防震减灾事业的重视,对地震科技发展的支持,十分鼓舞地震科技工作者的信心。
中国地震科学实验场位于地震多发的川滇地区,通过开展系统性地震观测实验、理论研究和技术验证,获取对地震孕育发生的科学认识,探索地震的可预测性,发展数值地震预测方法,促进地震监测预报、震害防御新技术的研发和业务转化,是世界首个研究“从地震破裂过程到工程结构响应”全链条的地震科学实验场,也是国际上迄今唯一针对大陆型强震进行系统研究的地震科学实验场。
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实验场科学设计聚焦地震科技原始创新,突出大陆型地震研究和“从地震破裂过程到工程结构响应”全链条设计理念,瞄准世界科技前沿方向,注重人工智能等新技术在地震学领域的应用,充分调研国内外地震研究最新进展,描绘了我国地震科学研究未来十年的战略行动。
2021年3月,十三届全国人大四次会议批准了《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》
文件全文:http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content_5592681.htm?pc
其中第二篇第四章第四节明确了建设地震科学实验场作为民生改善型的国家重大科技基础设施。
中国地震科学实验场被列入国家“十四五”规划
随着中国地震科学实验场建设的落地,一大批科研项目也已经启动或即将立项。目前中国地震科学实验场已有60多个科研项目在研。
在国家自然科学基金委员会2022年度《地震科学联合基金项目指南》中,共有《川滇地区主干断裂地磁异常时空演化及其与地震活动性关系》等7个项目被纳入中国地震科学实验场的项目体系。
指南链接:https://nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab1164/info83037.htm
喜马拉雅东、西构造结地震研究
在青藏高原南缘,印度板块向北和欧亚板块发生俯冲碰撞,形成了青藏高原及一系列高耸的山脉,并分别在印缅滇藏交界一带和帕米尔地区形成了一东一西两个造山带汇聚的构造结。
东、西构造结是印度板块向欧亚大陆碰撞的两个突出支点,是我国大陆受板块挤压作用最强烈的地区。
作为地球上现今陆内俯冲最独特的地质-地理-资源-生态-自然灾害单元之一,东、西构造结及邻区是开展陆内俯冲动力学、各圈层相互作用及其影响、强震等重大自然灾害链研究的天然实验室。
同时,东、西构造结地处“丝绸之路经济带”核心区,涉及我国西部和中亚、南亚、东南亚诸国。
随着“一带一路”、中巴经济走廊、川藏铁路及诸多配套工程建设的深入,东、西构造结的战略意义愈发凸显。
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在西构造结地区,为系统性开展现今陆内俯冲与强震等重大自然灾害研究,开展西构造结地震与地质灾害的基础性研究工作,为该区地震与地质灾害评价和当地经济可持续发展等提供重要科学依据,科技部于2020年批准建设“新疆帕米尔陆内俯冲国家野外科学观测研究站”。
研究站依托中国地震局地质研究所和新疆维吾尔自治区地震局,从当代地球科学发展趋势和国家重大需求出发,围绕帕米尔陆内俯冲过程与强震等重大自然灾害链预防这一关键科学问题,基于地震、GNSS、电磁、流体、地温等固定和流动观测平台,配合地质地貌填图、深部物探剖面解译、流动地震台阵观测、InSAR和水准测量等手段,开展野外多站点、多学科协同观测、探测和综合实验研究。
通过广泛的国际合作,建立与“一带一路”地缘国良好的科技合作关系。
按照“观测、研究、示范”的要求,秉承开放、合作的理念,将“新疆帕米尔陆内俯冲国家野外科学观测研究站”建设成为中亚乃至全球陆内俯冲与强震等相关重大自然灾害链的重要野外观测、实验和科学研究的示范基地。
2022年度,研究站将完成新建地震地球物理观测站点、野外流动观测、构建基础地质、地球物理、遥感数据库、地震精定位与震源机制解研究等工作。
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在东构造结地区,面向国家“十四五”规划中提出实施川藏铁路、雅鲁藏布江下游水电开发等重大工程的国家战略,可开展的工作聚焦活动造山带特殊地球动力学环境下工程地震危险性,围绕造山带精细地壳结构、现今地壳形变机制、造山带大地震孕育发生机理与造山带地震构造模型、适用造山带的地震危险性评价等关键科学目标,多家地震科研单位2022年度将实施地球动力学、地震学、重磁地球物理学、地震地质、地震活动性、地震动预测、地震危险性等多学科领域的综合性研究。
在2022年度国家自然科学基金委员会重点项目《项目指南》中,拟资助的与该领域相关的研究方向包括“全球及典型区域深部结构与动力学”“地球深部表层过程耦合及环境与灾害效应”“大陆聚合与裂陷过程及动力学”“板块俯冲、地幔柱与多脱层相互作用”等。
指南链接:https://nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab1147/
国家地震烈度速报与预警工程
2008年汶川地震的断层破裂带长达300 km,破裂从汶川传播到青川的时间超过1 min。
然而,由于当时还没有地震预警系统,断层破裂沿线的人们失去了宝贵的逃生避险时间,人员伤亡惨重。
因此,汶川地震之后,中国地震局向国家建议,建设地震烈度速报和预警工程。
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地震预警技术要求在地震发生的初始阶段即监测到地震,并快速产出估算的震级和震中位置等参数。
地震预警原理示意图 来源:网络
这对预警台站的数量、密度、参数计算速度和准确性都提出了很高要求。
科技部设立了多个重大专项开展地震烈度速报和预警相关的技术攻关和研发。
2015年6月,国家发展改革委员会正式批复“国家地震烈度速报与预警工程”项目,并于2018年启动实施。
工程计划在全国建立1960个基准站,装备标准数字地震仪和强震仪;3309个基本站,装备标准强震仪;10241个一般站,装备MEMS烈度仪,共15510个台站。
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2022年度,国家地震烈度速报与预警工程将基本完成所有预警台站的建设并投入试运行。
至2023年项目正式完成,中国将建成世界上最大的地震预警系统,在华北、南北地震带、东南沿海、新疆天山中段以及拉萨周边地区等五大重点地区实现秒级的地震预警能力和分钟级的烈度速报能力,基于PC地震预警终端软件、地震预警APP以及地震预警信息专用接收终端等服务方式,向社会公众、政府部门和企业提供地震预警服务产品。
小结
本文简述了国内地震学领域2022年度将重点开展的3项重大工程项目、相关科学研究及预期产出情况。
由于篇幅所限,许多其他方向的重要国内地震学研究未能展开论述,如下一代全国地震区划图预研究、青海门源地震后的全国强震趋势研判、汤加火山海啸后的国内火山地震研究等。
在作者有限的眼光触及的范围之外,全国各地还有众多的地震科研工作在本文未能介绍到。
可以预期,与国内飞速发展的科技水平保持同步,2022年国内地震学研究也将取得丰硕的成果。
参考材料
[1]看!“十四五”规划纲要里这些内容与地震有关。https://baijiahao.baidu.com/s?id=1694919681059916094&wfr=spider&for=pc
作者简介:李昌珑,中国地震局地球物理研究所、中国地震局乌鲁木齐中亚地震研究所,副研究员,研究方向为地震危险性和地震风险分析。