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我国建首个地下云图网:借助新型传感器助力地震预报

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地震预警中心,资料图


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。

 

王暾团队研发了“地震预警”APP可及时推送地震预警信息,资料图


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。

 

地震预警相关产品,资料图


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。

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