國(guó)際地震中心(ISC)2009—2011發(fā)展戰(zhàn)略*

引言

本文確定了國(guó)際地震中心(ISC)的下一步發(fā)展戰(zhàn)略。它經(jīng)ISC執(zhí)行委員會(huì)在2008年6月8—9日薩徹姆(Thatcham)會(huì)議上考慮并獲得支持。ISC理事會(huì)在2009年1月11日開普敦(Cape Town)會(huì)議期間原則上批準(zhǔn)了此戰(zhàn)略規(guī)劃。規(guī)劃中還對(duì)ISC理事會(huì)成員在會(huì)后一個(gè)月內(nèi)提交的校正/修改意見予以考慮。

ISC目前的財(cái)務(wù)狀況是穩(wěn)定的。2008年初ISC采用以英鎊結(jié)算會(huì)費(fèi)，再加上有大量來自新老會(huì)員的額外資金注入，所以其預(yù)算已步入復(fù)蘇軌道。然而，2008年末的世界總體經(jīng)濟(jì)前景并非一片光明。在這種時(shí)期，政府和科研資助機(jī)構(gòu)通常主要會(huì)向核心項(xiàng)目提供資助，做到盡量合理安排經(jīng)費(fèi)支出，節(jié)約對(duì)那些非必需項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支出。這種情況下，加速ISC的發(fā)展，以確保其服務(wù)項(xiàng)目和成果在地球物理學(xué)研究方面呈現(xiàn)出較高的需求水平顯得尤為重要。

鑒于上述觀點(diǎn)，ISC將以下列任務(wù)為主要發(fā)展目標(biāo)。

1 地震發(fā)生后12～15個(gè)月內(nèi)即進(jìn)行ISC通報(bào)的人工審核

ISC的傳統(tǒng)做法是有意將其通報(bào)審核時(shí)間推遲長(zhǎng)達(dá)兩年，從而使所有經(jīng)最終審核的網(wǎng)絡(luò)通報(bào)都能交付ISC。最后期限被設(shè)定為兩年，在此期限內(nèi)所有印刷材料和磁帶都要送達(dá)ISC以供分析。

通信技術(shù)飛速變化，而電子郵件則是向ISC提供報(bào)告的主要方式。要想獲得全部經(jīng)審核的最終網(wǎng)絡(luò)通報(bào)是不現(xiàn)實(shí)的。如果不斷涌入的網(wǎng)絡(luò)通報(bào)數(shù)據(jù)已達(dá)95%，那么再推遲ISC審核通報(bào)的編制就不是明智之舉。據(jù)此，地震發(fā)生后12～15個(gè)月內(nèi)編制ISC審核通報(bào)似乎是一個(gè)合理的目標(biāo)。我們希望那些對(duì)其余5%數(shù)據(jù)負(fù)有責(zé)任的機(jī)構(gòu)一旦意識(shí)到自己的數(shù)據(jù)未能列入ISC審核通報(bào)，便會(huì)及時(shí)調(diào)整他們的時(shí)限政策，因?yàn)榇送▓?bào)真正地被普遍認(rèn)為是地震通報(bào)數(shù)據(jù)的最終歸宿。最壞情況下，逾期到達(dá)的數(shù)據(jù)仍會(huì)被補(bǔ)充到ISC在線通報(bào)。

將ISC通報(bào)的人工審核提前到地震發(fā)生后12～15個(gè)月內(nèi)進(jìn)行是一項(xiàng)代價(jià)很高的嘗試，因?yàn)榫庉嬯?duì)伍還需多雇用一名成員，并對(duì)其進(jìn)行培訓(xùn)，以保證高水平完成任務(wù)。然而，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)非常重要，原因包括:

(1)這能增強(qiáng)ISC的現(xiàn)代化和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新的意識(shí)，同時(shí)繼續(xù)收集世界各地正在準(zhǔn)備中的多數(shù)最終網(wǎng)絡(luò)通報(bào)數(shù)據(jù)。

(2)這將大大促進(jìn)數(shù)據(jù)收集和審核過程中ISC地震學(xué)家和數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者之間的交流。目前，ISC在臺(tái)站參數(shù)和地震事件的技術(shù)信息重獲方面經(jīng)常遇到問題，因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)管理者心目中那些事件發(fā)生的時(shí)間實(shí)在太久了。

(3)根據(jù)很早以前的通報(bào)審核結(jié)果，ISC能夠向數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者提供及時(shí)有用的自動(dòng)生成的反饋信息。

ISC編者仍使用紙質(zhì)列表每月對(duì)近4000次事件進(jìn)行成批審核。幾年前引入的條形碼編碼系統(tǒng)有助于減少編輯工作中不必要的例行因素，并降低了打字錯(cuò)誤的概率。最近，ISC數(shù)據(jù)庫(kù)查詢速度提高了10倍，因此，一旦從紙質(zhì)列表中掃描出一次事件的條形碼，編者就可根據(jù)屏幕上的圖形信息完成決策過程。雖然近期取得了這些進(jìn)展，但最終目標(biāo)應(yīng)該是完全對(duì)話式編輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、編制和實(shí)施。這一系統(tǒng)應(yīng)包括對(duì)每次事件處理結(jié)果的可信度測(cè)定。只有那些測(cè)定可信度較低的事件才會(huì)經(jīng)ISC分析人員審核。這樣一來，ISC便可從容應(yīng)對(duì)向其提供數(shù)據(jù)的地震臺(tái)站數(shù)量的急劇增大。

2 地震發(fā)生后迅速收集已經(jīng)審核的臨時(shí)通報(bào)數(shù)據(jù)，以保持ISC數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)更新，用戶可隨時(shí)獲取最精確的數(shù)據(jù)

世界上許多機(jī)構(gòu)已經(jīng)朝著根據(jù)初至的自動(dòng)拾取發(fā)布地震事件結(jié)果的方向努力，但這些信息都需經(jīng)地震學(xué)家審核。另外還有一些網(wǎng)絡(luò)發(fā)布已有報(bào)道的事件的地震波初至信息。沒有一個(gè)全球性國(guó)際機(jī)構(gòu)嘗試過將此類信息整合，并在任一時(shí)刻都可提供全球地震事件的最佳可用結(jié)果。很顯然，這項(xiàng)工作非常適合ISC來承擔(dān)。ISC需要加倍努力，一旦經(jīng)審核的臨時(shí)地震通報(bào)到達(dá)該中心便迅速將其填充到數(shù)據(jù)庫(kù)中，按事件歸類，識(shí)別出可能的最佳結(jié)果，并提供原始信息源的鏈接。應(yīng)該要求ISC理事會(huì)成員將這些動(dòng)態(tài)信息轉(zhuǎn)達(dá)給各自國(guó)內(nèi)的機(jī)構(gòu)，以增加參與團(tuán)體的數(shù)量，擴(kuò)大地理覆蓋面。

3 完善并擴(kuò)充不斷涌入的已經(jīng)審核的通報(bào)數(shù)據(jù)

ISC數(shù)據(jù)收集一直是最廣泛的經(jīng)審核的地震參數(shù)數(shù)據(jù)收集渠道之一。而這一收集渠道在許多領(lǐng)域還有待改進(jìn)。

(1)ISC需鼓勵(lì)數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者提供所有類型的已提交信息的不確定性。

(2)ISC數(shù)據(jù)收集的完整性在全球范圍內(nèi)差別很大。還應(yīng)努力改善下列地區(qū)的收集狀況，即南美、非洲、東南亞和大洋地區(qū)。目前在這些地區(qū)正在布設(shè)網(wǎng)絡(luò)，包括海底網(wǎng)絡(luò)。可能還要借助聯(lián)合國(guó)教科文組織(UNESCO)和英國(guó)國(guó)際發(fā)展部(UK DFID)的支持。

(3)需密切關(guān)注那些數(shù)據(jù)報(bào)告受人為限制的網(wǎng)絡(luò)。

(4)ISC應(yīng)注意搜集更多類型的參數(shù)數(shù)據(jù)，例如:有限震源破裂模型、初至?xí)r間拾取質(zhì)量的信息等。ISC需要參與世界范圍的協(xié)作，對(duì)此類信息的確定和通報(bào)方式給予明確規(guī)定。

(5)ISC應(yīng)聯(lián)合國(guó)際地震學(xué)與地球內(nèi)部物理學(xué)協(xié)會(huì)(IASPEI)，繼續(xù)搜集適當(dāng)?shù)膮⒖际录?，提高地震定位精度?/p>

(6)1918—1963年集成地震系統(tǒng)(ISS)的臺(tái)站波至數(shù)據(jù)已可利用，ISC需通過收錄這些數(shù)據(jù)來擴(kuò)大其數(shù)據(jù)收集的時(shí)間跨度。

(7)ISC應(yīng)將自己宣傳為歷史數(shù)據(jù)集的寶庫(kù)。ISC數(shù)據(jù)庫(kù)需包含來自英國(guó)的地震設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)構(gòu)和美國(guó)的大陸巖石圈地震臺(tái)陣研究計(jì)劃(PASSCAL)數(shù)據(jù)集。

4 修改并更新ISC分析流程

ISC是一個(gè)世界聞名的數(shù)據(jù)中心，其參數(shù)數(shù)據(jù)收集涉及時(shí)間長(zhǎng)，是最佳的多用途全球地震通報(bào)數(shù)據(jù)源。正是其長(zhǎng)期流程的連貫性與適應(yīng)當(dāng)今地震學(xué)需求不斷變化的能力之間的良好平衡，使得該中心及其數(shù)據(jù)到目前為止仍有需求。但該中心目前的定位流程顯然已逐漸落后于全球地震定位的發(fā)展水平，因而需對(duì)其進(jìn)行重大改進(jìn)。

ISC已在IASPEI會(huì)議期間召集并成功舉辦了兩次定位研討會(huì)，一次在圣地亞哥(2005)，另一次在佩魯賈(2007)。這些研討會(huì)及隨后與之相關(guān)的出版物指明了ISC地震定位的發(fā)展方向:

(1)采用可更好地描述實(shí)測(cè)地震波初至和續(xù)至的最新1-D地球模型;

(2)解釋相關(guān)的模型誤差結(jié)構(gòu);

(3)用非高斯、偏斜、重尾概率分布描述讀數(shù)誤差;

(4)使用內(nèi)外核震相及對(duì)深度敏感的震相(地核和地表反射);

(5)采用概率性震相識(shí)別方法;

(6)用迭代重加權(quán)最小二乘法或非線性最優(yōu)化算法使Lp范數(shù)實(shí)現(xiàn)最小化;

(7)采用信噪比、反方位角和慢度測(cè)量;

(8)應(yīng)用一套富有意義的默認(rèn)深度。

一旦新的程序被開發(fā)出來，經(jīng)全面測(cè)試、結(jié)果評(píng)估后，就可以重新計(jì)算完整的數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集可追溯至1964年。

ISC顯然也需要著力于重新評(píng)估其對(duì)網(wǎng)絡(luò)震級(jí)的報(bào)告流程，并計(jì)算出自己的ISC震級(jí):

(1)引入一個(gè)確定首選震級(jí)的系統(tǒng)，從其他機(jī)構(gòu)報(bào)告的和ISC計(jì)算的震級(jí)中確定一個(gè)首選震級(jí);

(2)鼓勵(lì)數(shù)據(jù)報(bào)告機(jī)構(gòu)在發(fā)布震級(jí)時(shí)盡量使用那些IASPEI地震觀測(cè)與解釋委員會(huì)(COSOI)工作小組推薦的震級(jí)類型;

(3)對(duì)于根據(jù)ISC自己的振幅測(cè)定結(jié)果來計(jì)算震級(jí)的問題進(jìn)行可行性研究(見正文)。

5 通過確立自動(dòng)化流程建立一套連貫的、具體的波形測(cè)定模式，以提高ISC通報(bào)的準(zhǔn)確性

源源不斷的在線地震波形數(shù)據(jù)的可利用性正在日益提高。很顯然，如果ISC要處理一些眾所周知的問題，便可利用這一巨大免費(fèi)資源，將這些相互連貫的自動(dòng)測(cè)定數(shù)據(jù)集應(yīng)用到工作中，以作為對(duì)其接收到的數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。類似問題包括:

(1)許多通報(bào)事件都缺乏可靠的深度約束和震級(jí)測(cè)定值;

(2)不同網(wǎng)絡(luò)使用的振幅測(cè)定技術(shù)長(zhǎng)期不一致;

(3)不同網(wǎng)絡(luò)報(bào)告的地表反射波的初至?xí)r間不一致。

實(shí)際上，數(shù)據(jù)報(bào)告者利用在線數(shù)據(jù)，并將自動(dòng)生成的參數(shù)報(bào)告給ISC，這種情況已有先例。ISC應(yīng)對(duì)下列事項(xiàng)進(jìn)行可行性研究:

(1)與IASPEI/COSOI工作小組最新推薦結(jié)果一致的振幅測(cè)定;

(2)同時(shí)在數(shù)個(gè)臺(tái)站拾取地表反射波到時(shí)，以幫助確定那些沒有近臺(tái)站讀數(shù)可用的地震事件;

(3)重新搞活已取得成功的剪切波分裂自動(dòng)測(cè)定試點(diǎn)項(xiàng)目，該項(xiàng)目可在與ISC以外的感興趣的科研團(tuán)體達(dá)成的協(xié)議框架下付諸實(shí)施。

這些流程對(duì)于ISC而言都是從未嘗試過的，然而，可以借鑒美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和其他國(guó)家的主要科研機(jī)構(gòu)所獲得的經(jīng)驗(yàn)，將這些舉措付諸實(shí)施。

一套完整、標(biāo)準(zhǔn)的振幅測(cè)定結(jié)果和具體的普通震相初至?xí)r間的確定對(duì)于地震學(xué)界而言非常有用，然而，一個(gè)國(guó)家級(jí)機(jī)構(gòu)卻永遠(yuǎn)無法提供這種服務(wù)。這正是ISC可利用其國(guó)際地位讓用戶真正受益的一個(gè)例證。

對(duì)分別取自不同機(jī)構(gòu)的分析人員提供的波形和ISC收集到的波形進(jìn)行人工波形測(cè)定，將長(zhǎng)期成為新編自動(dòng)讀數(shù)質(zhì)量評(píng)估的強(qiáng)有力基準(zhǔn)。而重要的是破除與ISC相關(guān)的陳規(guī)，逐漸嘗試在適當(dāng)處使用波形測(cè)定，以提高ISC通報(bào)的精確度。

6 編制面向用戶的ISC在線通報(bào)和ISC通報(bào)概要印刷版

ISC在線通報(bào)大概出現(xiàn)在10年前。自那以后，ISC通報(bào)印刷版經(jīng)歷了一個(gè)逐步衰退的過程，確切地說它成了地震學(xué)家書架上某種標(biāo)志性的可視物品、一種紀(jì)念品或某個(gè)公司的手冊(cè)。每3個(gè)月一次附在其封底的CD似乎成為它存在的部分理由。然而，對(duì)ISC在線通報(bào)和ISC通報(bào)印刷版的宗旨和要求進(jìn)行重新評(píng)估的時(shí)刻終于來到。

ISC在線通報(bào)應(yīng)將其重心調(diào)整到對(duì)ISC數(shù)據(jù)用戶的各類機(jī)構(gòu)的需求作出答復(fù)，并繼續(xù)保持ISC數(shù)據(jù)最新、最全面的數(shù)據(jù)源。如果將ISC通報(bào)印刷版變成內(nèi)附CD的提要，再附上一些有關(guān)ISC及其職能的有用信息，那么它也會(huì)成為該中心的寶貴資產(chǎn)。

6.1 ISC在線通報(bào)

以現(xiàn)在的形式和格式，ISC通報(bào)對(duì)于某些用戶而言通常顯得過于復(fù)雜，而對(duì)于另一些用戶而言其信息可能又不夠全面。想用同一個(gè)產(chǎn)品使所有的通報(bào)用戶都感到滿意非常困難。因此，根據(jù)ISC數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容設(shè)計(jì)幾個(gè)通報(bào)版本似乎會(huì)呈現(xiàn)良好的效果。這些通報(bào)會(huì)按照不同用戶的需求進(jìn)行調(diào)整，更好地為不同的用戶群服務(wù)。

(1)“震源通報(bào)”——主要面向那些對(duì)震害研究、預(yù)測(cè)和地震構(gòu)造學(xué)感興趣的用戶。該通報(bào)重點(diǎn)關(guān)注:① 發(fā)布地震事件的參數(shù);②根據(jù)信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)的格局和可用數(shù)據(jù)的類型對(duì)其中的不確定性進(jìn)行估算;③對(duì)記錄信息的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹;④簡(jiǎn)單的事件特征描述;⑤ 根據(jù)特征評(píng)估簡(jiǎn)述震級(jí)估算情況;⑥地震矩、矩張量解;⑦地震有感與地震破壞信息;⑧ 可利用的有限震源破裂模型。

(2)“臺(tái)站波至通報(bào)”——主要面向那些對(duì)地球結(jié)構(gòu)研究感興趣的用戶，以及那些尋求對(duì)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步評(píng)估的用戶。該通報(bào)應(yīng)著重全面呈現(xiàn)地震波至數(shù)據(jù)，除了標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)外還應(yīng)包含:①拾取精度;②技術(shù)人員和ISC的震相解釋;③ 儀器類型;④ 波道;⑤作者與發(fā)布者;⑥在線波形數(shù)據(jù)的可用性。

(3)“科技文獻(xiàn)中研究的地震事件通報(bào)”——首先可能會(huì)要求科技期刊出版者在其在線版文獻(xiàn)中包含ISC通報(bào)鏈接或每篇文獻(xiàn)中的地震事件鏈接。

(4)“面向一般公眾(以及/或?qū)W校)的通報(bào)”——此類通報(bào)包含的數(shù)據(jù)少但圖片資料多，對(duì)地震通報(bào)中所報(bào)導(dǎo)的數(shù)值的不確定性加以說明。

6.2 ISC通報(bào)概要印刷版

以目前的形式，ISC通報(bào)印刷版只能從視覺上提醒人們ISC收集了海量的數(shù)據(jù)。印刷版在研究中很少用到。然而，可將印刷版轉(zhuǎn)換為非常有用的附在其封底的CD中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的概要。ISC通報(bào)概要應(yīng)包含下列圖形、統(tǒng)計(jì)數(shù)字和信息:(1)ISC的狀況和宗旨; (2)歷史資料;(3)贊助者及標(biāo)識(shí);(4)數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者;(5)ISC職員和執(zhí)行委員會(huì);(6) ISC流程概覽;(7)通報(bào)中發(fā)布的典型信息; (8)區(qū)域地震活動(dòng)圖，標(biāo)明地震定位的不確定性;(9)臺(tái)站圖;(10)區(qū)域震級(jí)頻度圖，標(biāo)明對(duì)其完整性的估算結(jié)果;(11)對(duì)發(fā)布的震相加以簡(jiǎn)要概述;(12)震級(jí)估算綜述; (13)從前沒有報(bào)道的事件和引起特別關(guān)注的事件;(14)與其他數(shù)據(jù)中心產(chǎn)品的簡(jiǎn)單比較。

對(duì)于想了解內(nèi)附CD內(nèi)容變化的地震學(xué)家而言，該產(chǎn)品非常有用，另外，ISC工作人員在查找新會(huì)員時(shí)也可把它作為參考手冊(cè)來使用。通報(bào)概要的制作與郵寄成本可能會(huì)比目前ISC通報(bào)的印刷成本低。

7 重新發(fā)揮ISC在地震網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心中獨(dú)一無二的作用，使其成為一個(gè)可提供便捷服務(wù)和實(shí)時(shí)反饋的有用信息源

對(duì)于ISC而言，重新確立其在全球地震網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)樹一幟的中心地位顯得尤為重要。我們需要樹立ISC作為接近前沿的當(dāng)代數(shù)據(jù)中心的形象，正是ISC利用現(xiàn)代分析流程，及時(shí)高效地發(fā)布準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

(1)編寫并實(shí)時(shí)更新結(jié)構(gòu)合理、基于網(wǎng)絡(luò)的地震臺(tái)網(wǎng)手冊(cè)(包括臨時(shí)布局)，使每一臺(tái)網(wǎng)的資料都得以清晰顯示，并對(duì)其從前和現(xiàn)在的狀況、分析流程、職員、目前的問題及發(fā)展規(guī)劃等基本信息加以表述。

(2)重新設(shè)計(jì)ISC臺(tái)站手冊(cè)，使其包含圖片以及ISC數(shù)據(jù)庫(kù)中可利用的參數(shù)數(shù)據(jù)等簡(jiǎn)要信息?？蓪?duì)每一臺(tái)站報(bào)告的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

(3)建立一個(gè)隸屬COSOI/IASPEI之下、與美國(guó)國(guó)家地震信息中心(NEIC)共同管理的新的“國(guó)際地震網(wǎng)絡(luò)臺(tái)站檔案”。該檔案可使ISC對(duì)網(wǎng)絡(luò)所有人和運(yùn)營(yíng)者以及參數(shù)數(shù)據(jù)編寫者和發(fā)布者等所作出的貢獻(xiàn)給予肯定。有了這樣的檔案，ISC還可以有效地應(yīng)對(duì)常見的情況，即根據(jù)不同的數(shù)據(jù)提供者報(bào)告給ISC的相同免費(fèi)波形復(fù)制參數(shù)數(shù)據(jù)等。

(4)與COSOI/IASPEI聯(lián)手設(shè)立一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的幫助平臺(tái)，提供有關(guān)地震參數(shù)數(shù)據(jù)的處理和上報(bào)的所有必要的指導(dǎo)性文檔。主持編寫《地震觀測(cè)實(shí)踐手冊(cè)》也是ISC對(duì)地震學(xué)方面的教育工作所作出的一份特殊貢獻(xiàn)。

(5)向信譽(yù)卓著的機(jī)構(gòu)提供ISC通報(bào)選集，供其審閱。

(6)向數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者提供他們所關(guān)心的領(lǐng)域的及時(shí)反饋。

資料來源:ftp:∥ftp.isc.ac.uk/pub/docs/ISC_ develop_2009-11.pdf

原題:Strategies for the ISC Development 2009-2011

(中國(guó)地震局地球物理研究所 左玉玲譯)

(譯者電子信箱，左玉玲:yulingzuo@yahoo.com.cn)

P315;

D;

10.3969/j.issn.0235-4975.2010.03.004

2010-03-07。