一、地震科學數據資源狀況
根據國家賦予中國地震局的監測預報、震災預防和緊急救援等職能,為提高地震監測預報能力,作好防震減災工作,中國地震局非常重視地震科學數據的採集工作。經過30多年的發展,建成了多學科、多門類的地球學科的基礎數據觀測網,包括 415個地震觀測和強震動觀測臺站、130多個重力和地殼形變觀測臺站、330多個地下流體觀測臺站和140個地磁、地電觀測臺站,並在首都圈等重點地震監視區建設了較密集的流動水準、GPS、重力、地磁等觀測網。「九五」期間中國地震局對觀測網的部分測項和臺站進行了數位化改造,「十五」期間將繼續投入20多億元進行數字地震觀測網絡建設。除了日常監測工作外,中國地震局還開展了大量的地球物理探測、地質調查、地震災害調查、實驗工作,組織和參與了一系列國家大型科學研究和工程建設項目,如地學大斷面編制、地震區劃、大陸強震機理研究、火山與火山災害監測研究、三峽工程、青藏鐵路等工作,累計地球物理探測剖面超過7萬公裡、活斷層調查數千條,並在實施過程中積累了大量的基礎數據。
地震科學數據按照其獲取途徑可以劃分為五大類:
觀測數據。包括:地震、地磁、重力、地形變、地電、地下流體、強震動、現今地殼運動等觀測數據。這是地震科學數據中數量最大的一類數據。
探測數據。包括:人工地震、大地電磁、地震流動臺陣等數據。
調查數據。包括:地震地質、地震災害、地震現場科考、工程震害、震害預測、地震遙感等數據。
實驗數據。包括:構造物理實驗、新構造年代測試、建築物結構抗震實驗、巖土地震工程實驗等數據。
專題數據。這類數據為綜合性數據,主要服務於某一重要研究專題、重大工程項目、某一特定區域綜合研究等工作目標而建立的。如:地學大斷面探測研究、火山監測研究、水庫地震監測研究、礦震監測研究、典型大震震害、中國大陸地殼應力環境數據、三峽工程、青藏鐵路、建築物地震安全性評價等方面的數據。
根據初步統計,到目前為止,上述地震觀測、探測、調查、實驗和專題等五大類數據總量達數千G,並且每年新增數據超過300G。
二、地震科學數據應用領域
(1)在地球科學基礎理論研究的作用
地球科學是以觀測為基礎的科學,地球科學的基礎理論研究離不開大量地球觀測數據信息。如,地球深部構造、地球動力學、地殼現今運動等研究需要大量的地震地磁、重力和地殼形變數據。著名的地球物理學家古登保說:地震是照亮地球內部的明燈。正是現代地震觀測,特別是數字地震觀測,使地球物理學家揭示了地球內部構造,地球內部介質的變化。大陸漂移和板塊學說的形成與地震、地磁觀測是密切結合的。留美地球物理學家宋曉東博士和美國地球物理學家合作,通過對大量的連續觀測地震數據的研究,發現地球內核與地球外部自轉速度不一樣的重要現象,被列為二十世紀地球科學的重大發現之一。因此,地球物理和地球化學的基礎數據是人類認識地球和地球形成的重要依據,是地球科學創新和發現的基礎,中國科學院和各高等院校的地球系統科學基礎研究部門對中國地震局對外開放地球物理與地球化學觀測數據抱有極大興趣。
(2)在國民經濟建設和國家重大工程項目決策中得到廣泛應用
我國正處在大規模經濟建設時期,地震科學數據對國民經濟建設和國家重大工程項目決策具有非常重要的意義。大型工礦企業、核電站、水庫、鐵路、高速公路建設均應進行地震和地質災害安全性評估以及相關研究工作。如我國已經確定的長江三峽工程、南水北調、青藏鐵路,西氣東送等重大建設項目,以及西部大開發中的各項重要設施建設均需要地震危險區劃及各種尺度的地震預測結果和多項地球物理觀測數據和活動地質構造數據等作為項目立項決策和實施過程中解決有關問題的科學依據。
(3)在生態環境保護中的應用
地震科學數據在生態環境應用領域極其廣泛。地球磁場的變化直接影響人類和生物的生存,如磁暴可以造成通信中斷、供水和輸油輸氣管線破壞;GPS數據可以監視地質滑坡和泥石流災害;連續的地下流體觀測數據可以用以監測地球化學環境變化;地震、地磁、重力和地形變、地溫、地下氣體變化可以作為火山噴發監測的有效手段;大地形變測量結果可作為大中城市監視城市地下水抽取是否合理,城市地面沉降監測的有力手段;跨斷層地形變觀測是監視斷層是否活動的重要手段,也是城市規劃的依據之一。因此,眾多國家部門如地質、國土資源、氣象、測繪、城建、環保、水利等部門將源於中國地震局的地震科學觀測數據與信息,用於這些部門的諸多方面的工作之中,取得了良好的應用效果。
(4)在國家安全和國防建設中的作用
中國地震局的地球科學數據與信息對於國家安全和國防建設意義重大。地震觀測是檢測和研究核爆炸的重要手段;地磁和重力及GPS觀測數據是飛彈精確制導的重要依據;同時,GPS數據還是飛機和艦船導航的重要數據。