我国拟在四川云南建首个地下云图网

5月7日，四川省地震预警重点实验室、成都高新减灾研究所在成都高新区宣布：将在四川、云南建设面向地震预报的我国首个地下云图网。通过在地表安装约2000个地下云图网监测站，收集地下8千米至20千米的应力和能量动态演化信息，并实时传输到监测中心处理生成的动态地下应力和能量监测网络。

成都高新减灾研究所所长王暾说，这是一项地震预报科研的新尝试。最终，我们将有望通过类似于气象预报看云识天气的方式，对地下云图进行自动或人工分析、研判，促进预报地震科研水平提升。

传统地震速报、预警等均为震后监测，无法随时直观地监测地下应力和能量的动态演化情况，而地下云图则是提升地震预报科研能力的“敲门砖”。

据悉，新建设的川滇地下云图网的主要科学目标是，解决浅源(深度小于20千米)破坏性地震的临震预报难题。临震预报是指对某地几天以内，在较小范围内可能发生的破坏性地震做出的预报叫临震预报。

王暾说，地下云图网不需要“打孔”深入地下，就能实时掌握地下应力、能量，同时，地震的发生是力学过程，地震的发生只与应力、能量的积累程度和断层的断裂强度有关，对临震预报而言则不需要考虑地震孕育的复杂性。最后，川滇地下云图网覆盖区域内频发的地震将提供大量有效数据，促进地震预报科研。

为实现地下云图建设，王暾团队目前已开发一种新型传感器，其将应力、能量信息从地下20千米传递到地表时，传感器所监测的物理量需要的传递时间为秒级。

据悉，这些传感器虽然安装在地表，但是通过物理学方法，却可监测到地下8千米至20千米的应力和能量。基于这种传感器，地震预报科研可收集到物理关系明确的数据，不再是“鸡飞狗跳、蛤蟆过街”等关系不明的物理量，也不再是地下水位、水温等物理关系太间接的物理量，而是地下应力、地下能量等直接与地震的发生地区、地震震级有直接关系的物理量来预报地震。

按照科研计划，地震预警四川省重点实验室、成都高新减灾研究所将用1至2年建成川滇地下云图网;再用3年时间，运用新建设的地下云图网采集10个左右破坏性地震的案例，进行地震预报的内部技术试验等。目前，首个地下云图网监测站和传感设备，已在汶川县映秀地震台部署完成。

据了解，中国地震局去年公布了“透明地壳”等多项计划，以进一步摸清地壳情况、认识地震孕育发生规律。王暾说，“透明地壳”等计划探测目标更为宏大，既包括地壳结构又有应力等参数，但地下云图的重点是应力和能量，其采用的传感器数量、参数、种类等与“透明地壳”项目是不同的。

据了解，此前，通过对地震监测核心设备进行改良，王暾团队世界首创的引入MEMS传感器用于地震预警，既保证预警效果，又降低了70%以上的建设成本。

用物理量科学预报地震

据介绍，川滇地下云图网的主要科学目标是解决浅源(深度小于20千米的)破坏性地震的临震预报科技，研究对象是震源深度8-20千米的对人类有破坏性的大地震。历史经验表明，对人类有破坏性的地震的震源深度几乎都小于20千米，例如海城地震、邢台地震、唐山地震、汶川地震、九寨沟地震的震源深度都小于20千米。另外，震源深度小于8千米的地震的震级难以大，因为深度太小时，应力和能量积累难以很大，所以震源深度小于8千米的地震的震级一般小于5级。

为了实现面向临震预报的地下云图，选择传感器的要求包括：一是从地下10千米传递到地表时，传感器所监测的物理量需要的传递时间为秒级;二是传感器所监测的物理量与应力、能量的物理关系明确。这些传感器虽然安装在地表，但是通过物理学方法，却可监测到地下8~20千米的应力和能量。基于这些种类的传感器，地震预报将基于物理关系明确的数据，不再去用物理关系不明的物理量预报地震，而是用地下应力、地下能量等直接与地震的发生地区、地震震级有直接关系的物理量来预报地震。

王暾表示，减灾所之所以能够提出地下云图是地震预报的必要条件的原因包括：一是减灾所的研究人员及合作人员具有深厚理论物理背景、理论力学背景，具有断裂力学的深厚基础，能够从理论上确定地震预报的技术路线;二是减灾所的研究人员还具有丰富的软硬件知识，能够为了科学目标设计、优化、研发地下云图传感器，并且进行良好的成本控制，使得川滇地下云图网的建设成本在数千万元级别。王暾博士表示，地下云图网的研发、建设已得到了组织部门、科技部门的资金支持，减灾所也还在筹建更多资金，以更快的建设地下云图网。

首个监测站将安装在汶川

值得指出的是，并不是将来有了地震预报，就不需要地震预警。因为地震预报只能给出一个时间区间，不可能精确发震时刻;地震预报只能给出震中的区域，不可能精确到一个点。因此，可以在有地震预报的区域加强地震预警工作，即地震预报与地震预警可以相辅相成。

王暾介绍，川滇地下云图网的其它目标包括：提升地质灾害预测预警科技水平、提升深部资源勘测科技水平、开展川滇地震预报服务、开展川滇多灾种预警服务、强化地震动参数速报能力，大幅提升地震数据获取能力，更有效保障防震减灾、应急指挥、应急救援等。地下云图的效益包括科学性、公益性。王暾表示减灾所过去十年专注地震预警，未来十年专注地震预报、多灾种预警。

王暾表示，地震预警四川省重点实验室、成都高新减灾研究所将基于川滇地下云图网，开展国际国内合作，建设全球地震预报实验室。

四川省地震局研究员陈天长表示，地震活动性是地震预报的重要方式之一，但是对于无前震的大震，地震活动性方法不适用。不过，地下云图网所采用的传感器都能够监测地下10千米附近的应力、能量，所监测的物理量的物理意义明确，该网既能够监测地震活动性，也能够通过主动源监测无地震发生时的地下应力和能量，弥补地震活动性对于地震预报的不足，形成良好的面向地震预报的地下云图。