地震科學(xué)實驗場問答（二）＊

Q：中國地震科學(xué)實驗場國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施部署的重點(diǎn)區(qū)域是哪里？

A：中國地震科學(xué)實驗場國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，經(jīng)過多方面專家和部門的“交換、比較、反復(fù)”，目前確定了“一帶五區(qū)”的布局（圖1），這一布局，考慮了地震中長期預(yù)測研究、地震短臨預(yù)測研究、國家重大工程地震安全、城鄉(xiāng)地震減災(zāi)的需要，并兼顧了1980 年以來滇西地震預(yù)報實驗場、2014 年以來川滇國家地震監(jiān)測預(yù)報實驗場的發(fā)展。（中國地震局地球物理研究所 丁志峰、李 麗）

圖1 中國地震科學(xué)實驗場國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施科學(xué)部署略圖Fig.1 Schematic map of scientific deployment of the CSES state key scientific infrastructure

Q：中國地震科學(xué)實驗場為什么選在川滇？與其他實驗場之間的關(guān)系是什么？

A：川滇地區(qū)位于世界“第三極”青藏高原的東緣；鄰近“喜馬拉雅弧東構(gòu)造結(jié)”；有壓縮、剪切、拉張等各類斷裂系統(tǒng)。實驗場區(qū)范圍從川甘交界到云南南部，即（21°—32°N，97.5°—105.5°E）范圍的國境內(nèi)區(qū)域，面積約78 萬平方千米。該地區(qū)有龍門山、鮮水河、安寧河、則木河、大涼山、小江、紅河、麗江—小金河等重要斷裂帶。在這個地區(qū)曾發(fā)生過2008 年5 月12 日汶川8.0 級地震、2013 年4 月20 日蘆山7.0 級地震、2014 年8 月3 日魯?shù)?.5 級地震等。從1965 年以來的地震活動的歷史看，這里每10 年約有14 次6.0 級以上地震，包括3 次7.0 級以上地震；與這些地震的“短兵相接”，為面向減輕地震災(zāi)害風(fēng)險的地震科學(xué)實驗場提供了難得的“戰(zhàn)機(jī)”。

同時，實驗場建在川滇，并不具有地理位置上的“排他性”。環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域早有這樣的概念，為了克服樣本數(shù)太少、控制因素太多的困難，采用“協(xié)同分布式實驗”（CDEs）的方式來開展全球范圍的研究。地震科學(xué)所面對的問題與此相似，因此，CDEs 的概念也可以借鑒到實驗場中來。中國地震科學(xué)實驗場現(xiàn)在是一期工程，其二期及后面的發(fā)展，至少要考慮天山、華北等地區(qū)。中國地震科學(xué)實驗場還十分重視與其他國家、其他地區(qū)的實驗場的比較研究，推進(jìn)地震科學(xué)實驗場的國際交流與合作。（中國地震局地震預(yù)測研究所 吳忠良、邵志剛）

Q：中國地震科學(xué)實驗場怎樣為地震預(yù)測科學(xué)難題的解決做出貢獻(xiàn)？

A：地震科學(xué)實驗場，在相當(dāng)意義上是原來的地震預(yù)報實驗場的繼續(xù)和發(fā)展，地震預(yù)測也始終是中國地震科學(xué)實驗場的核心科學(xué)議程。中國地震科學(xué)實驗場怎樣為地震預(yù)測科學(xué)難題的解決做出貢獻(xiàn)，可以從3 個方面來考慮。

（1）野外實驗始終在地震科學(xué)中發(fā)揮著不可替代的作用。但長期以來，測量精準(zhǔn)性的限度和連續(xù)、重復(fù)測量的困難，一直是地震科學(xué)野外實驗所面臨的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，結(jié)果是地震科學(xué)相關(guān)的野外“實驗”中，“實驗”兩個字總是摘不掉引號的“帽子”。近年來，這種情況發(fā)生了轉(zhuǎn)折性的變化：精準(zhǔn)測量開始成為可能、密集觀測開始成為可能、連續(xù)動態(tài)監(jiān)測開始成為可能、半可控地震過程開始成為可能、在十年尺度上“捕捉”地震并進(jìn)行“貼近觀測”開始成為可能。這樣，建設(shè)更加直接地面向地震的孕育—發(fā)生—致災(zāi)過程的“野外實驗室”開始具備必要的條件。

（2）近年來，人工智能技術(shù)（AI）、分布式光纖地震觀測系統(tǒng)（DAS）、主動震源技術(shù)等新的技術(shù)（系統(tǒng)）逐步進(jìn)入地震科技，并形成新的生長點(diǎn)，使基于野外實驗基地的系統(tǒng)試驗重要性日益凸顯。而從地震科學(xué)實驗場的傳統(tǒng)源流的角度來看，中國地震科學(xué)實驗場需要同時重視兩個方面的建設(shè)，一個是面向?qū)Φ卣鸬南到y(tǒng)性科學(xué)認(rèn)識的科學(xué)實驗場（experimental site），另一個是面向新技術(shù)應(yīng)用的野外試驗基地（test site）。

（3）地震預(yù)測的目的，說到底還是最大限度減輕地震災(zāi)害風(fēng)險。目前的一個重要問題是，面向2035 年國家現(xiàn)代化目標(biāo)和2050 年現(xiàn)代化強(qiáng)國目標(biāo)，比照發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗，考慮中國自身的特色優(yōu)勢，我們需要以科技發(fā)展為先導(dǎo)，促進(jìn)全社會的防震減災(zāi)理念，特別是地震預(yù)測預(yù)報的理念，對標(biāo)現(xiàn)代化的要求，進(jìn)行根本性、重塑性的改造。這方面，實驗場要發(fā)揮先導(dǎo)作用和示范作用。實驗場考慮了一個“全鏈條”的預(yù)測問題：地震的中長期預(yù)測、地震的短臨預(yù)測、誘發(fā)/觸發(fā)地震的預(yù)測、地震強(qiáng)地面運(yùn)動的預(yù)測、地震災(zāi)害的預(yù)測、地震鏈生災(zāi)害的預(yù)測。

實驗場中的地震預(yù)測研究與常規(guī)地震監(jiān)測預(yù)報業(yè)務(wù)有關(guān)，但邊界還是很清晰的。以面向短臨預(yù)測問題的研究為例，在實驗場中提出的問題是，如果有了地震，如果某個模型是對的，那么應(yīng)該能夠看到什么情況，特別是應(yīng)該看到（什么時空尺度上）什么現(xiàn)象和什么現(xiàn)象同時出現(xiàn)的情況，這種預(yù)測是不是正確。實驗場要解決的是兩個層次的預(yù)測：面向地震預(yù)測（這是研究的目標(biāo)）的關(guān)于應(yīng)該能夠（在野外）觀測到的現(xiàn)象的理論預(yù)測。實驗場要對這兩個層次的預(yù)測進(jìn)行野外實驗的檢驗，再通過檢驗來驗證、修改模型，并推進(jìn)將可以轉(zhuǎn)化為應(yīng)用的模型應(yīng)用到地震預(yù)測業(yè)務(wù)中去。（中國地震局地震預(yù)測研究所 吳忠良）

Q：中國地震科學(xué)實驗場與南加州地震中心之間的區(qū)別，其主要原因是什么？

A：在中國地震科學(xué)實驗場的建設(shè)中，首先大家想到的就是南加州地震中心（SCEC），它有諸多值得我們學(xué)習(xí)借鑒的地方。但中國地震科學(xué)實驗場與SCEC在很多方面是不一樣的。決定這種不同的因素是多方面的，其中一個重要的因素是支撐實驗場的科學(xué)研究活動的項目，和多種項目所形成的“項目生態(tài)”。如同“經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建筑”，“項目生態(tài)”在很大程度上決定了地震科學(xué)實驗場的“科技形態(tài)”。

地震科學(xué)實驗場是一個系統(tǒng)工程，涉及基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究，以及技術(shù)研發(fā)、基礎(chǔ)探測、應(yīng)用試驗等諸多環(huán)節(jié)。研究資源是實驗場可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。實驗場工作既要考慮國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施這一“龍頭”工程，也要考慮與之配合的其他項目，包括但不限于國家自然科學(xué)基金項目、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、中央級科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項、“星火計劃”項目等，以及國際性的科技項目，同時，還要考慮積極爭取國家基礎(chǔ)野外科學(xué)觀測研究站、國家重點(diǎn)實驗室、國家工程技術(shù)中心等基地類項目。（中國地震局科學(xué)技術(shù)與國際合作司車時、中國地震局地震預(yù)測研究所 吳忠良）