北京市地震局 王 飛

美國地震科技發(fā)展的見聞和思考

Information and thinking of earthquake science and technology development in USA

北京市地震局 王 飛

受益于“中國地震局地震科技青年骨干人才”項目的資助，筆者有機會到美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）進行為期一年的訪問學習，學習國外先進的研究理念和研究技術(shù)，為建立長久的合作交流奠定前期的基礎(chǔ)。一年的學習很快就結(jié)束了，現(xiàn)將訪學期間的見聞和思考跟大家分享，希望能激發(fā)您的共鳴。

初到美國，最先感受到的是其多元文化融合的特點。這一點從我所在4人研究小組的成員構(gòu)成就可看出：我的美方導師Kalkan Erol博士來自土耳其，畢業(yè)于加州大學，是世界知名的結(jié)構(gòu)觀測研究科學家，另外兩位學者分別來自土耳其和孟加拉國。這種不同洲際和不同國家思想的碰撞，能夠有效地彌補和改進單一意識形態(tài)的不足，在科研中更容易發(fā)現(xiàn)好的思路和解決辦法。

其實，這只是一個縮影。我所居住的美國北加州海灣地區(qū)，那里是美國著名的硅谷所在地，蘋果、谷歌和惠普等信息技術(shù)巨頭公司總部云集在此。這里是科技精英們的樂園，來自世界各國的工程師們盡情展示著他們的創(chuàng)意和才智。在這里，不怕你想得多，只怕你不敢想，只要你有想法，幾乎所有的創(chuàng)意都能實現(xiàn)。這里更是文化融合的舞臺，2010年，整個灣區(qū)人口總量約為700萬，其中，美國白人約占30%，拉丁裔約占25%，華裔約占17%，印度人占12%。仔細看來，硅谷的盛名是建立在世界人民的智慧之上的。在這里，大型購物中心的廣播語言，除了英語之外，還有西班牙語、中文普通話、中國廣東話和日本語。朋友們經(jīng)常開玩笑說，在灣區(qū)，即使你不懂英文也完全沒有交流的障礙，因為在這里有太多的華人。這并不夸張，這是美國文化融合的鮮明寫照。得益于這種多元文化的融合，成為世界第一大經(jīng)濟體也就成了順理成章的事情。

當然，到美國訪學，不是去研究文化的，研究的主題是地震科技，下面就步入正題，談一下在地震科技發(fā)展方面的幾點思考。

團隊成員

地震數(shù)據(jù)的共享

之所以首先要提到這個問題，是因為一次地震科技報告會的觸動。事情是這樣的，參加USGS的知名教授Stein Ross關(guān)于全球地球模型的講座，報告旁征博引，數(shù)據(jù)豐富，結(jié)果詳實，其中提到參加該模型的協(xié)議國家有34個，大都是一些地震科技水平發(fā)達的國家，比如美國、日本和俄羅斯等，還有一些欠發(fā)達國家和地區(qū)，比如印度、巴西。然而卻沒有我們這個世界第二大經(jīng)濟體，地震多發(fā)、地震災(zāi)害非常嚴重的中國。會后有人就提出為什么在該組織中沒有中國，教授的回答是中國的數(shù)據(jù)是保密

的，不能拿來共享，沒有加入該模型的研究。聽來似乎可以理解，但參會的觀眾有點騷動，他們感覺這有點不可思議。

眾所周知，40多年來經(jīng)過中國地震科技工作者不懈的努力，通過觀測、實驗、理論等方面開展的大量工作，我國的地震科技水平大大提高。但是多次震例無情地證明，科學進展與地震事業(yè)的科學目標之間還存在著巨大的差距。在早期，我國曾對1975年遼寧海城7.3級地震做出成功預(yù)報，并因此取得了減少人員傷亡和經(jīng)濟損失的重大社會效益，但僅僅一年之后，在對20世紀全球災(zāi)情最重的1976年唐山7.8級大震災(zāi)的預(yù)報中遭受嚴重的挫折。還有2008年汶川地震、2010年玉樹地震和2013年蘆山地震，一幕幕悲慘景象還依然歷歷在目。這些嚴峻的現(xiàn)實表明，我國的地震科技發(fā)展還遠遠沒有達到可以獨立解決國內(nèi)的地震科學難題的水平，更不用說世界范圍的地震問題了。畢竟地球是一個復(fù)雜的巨系統(tǒng)，人類對地球的了解還遠遠不夠，地震科學也是一個尚未解決的全球性科學難題，需要全人類的共同合作，太多封閉和保守的做法可能會影響早日探明地震機理的進程。

大家可以關(guān)注一下美國和日本的關(guān)于地震的相關(guān)網(wǎng)站，一旦有地震發(fā)生，只要取得了記錄，會盡快上傳到互聯(lián)網(wǎng)上，供國內(nèi)外的地震工作者和民眾了解地震信息。這一點我是深有體會，日本在3·11大地震之后，我登陸其地震網(wǎng)站，里面有豐富的地震數(shù)據(jù)和地震臺站所在廠址的鉆孔剖面圖。基于這些數(shù)據(jù)，世界范圍的地震科學家就能更加充分地開展相關(guān)研究，獲得不同角度不同側(cè)面的地震信息，共同解決個人或單個國家不能克服的難題。我們可以通過別人的研究成果開闊自己的研究思路，拓展研究視野，發(fā)掘深層次的隱含信息，或許在某一點上能夠帶給我們眼前一亮的啟示，幫助我們完成某些幾乎無法繼續(xù)的研究內(nèi)容。

然而，我們在這一點做得不是太好，很多時候不能及時將地震相關(guān)數(shù)據(jù)公布出來，導致很多想從事相關(guān)研究的人士無法施展特有的才能，阻礙了我們對地震事件的明確認識。2008年汶川地震以后，盡管我們的觀測臺站數(shù)量還很有限，可能有些設(shè)備還不是太完善，但我們依然獲取了不少地震數(shù)據(jù)，包括后期的余震信息。這些數(shù)據(jù)在很長一段時間我們都無法獲取，如果想要得到相關(guān)數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過層層審批，要么石沉大海，要么等到你得到少許地震數(shù)據(jù)的時候，已經(jīng)無法用于你的研究了。難怪當時有一位清華的學者公然對這種現(xiàn)象提出質(zhì)疑，為什么這種理應(yīng)國民共享的資源得不到有效的傳播。這種理性的質(zhì)疑需要引起我們的反思，不能聽之任之，這樣或許會對我們的事業(yè)是一種傷害，使其不能得到良性的發(fā)展。確實我們這么做也有我們的苦衷，基于保密等因素的考慮，但是這些擔憂就能成為我們不公開數(shù)據(jù)的理由嗎？只有少數(shù)科學家，使用這些數(shù)據(jù)，得到一些初步的研究結(jié)果，這樣的管理模式不但妨礙了我們的事業(yè)發(fā)展，更是對國家資源的一種無形或者說無心的浪費。這些海量的地震數(shù)據(jù)，一旦對外共享，必將取得豐富的研究成果，不但加深了我們對地震過程的認識，也能夠引導我們開展更為廣泛的地震科學研究，可謂百利而無一害，何樂而不為？

當然我們地震工作者們一直在努力，近幾年也取得了可喜的進步，在2013年蘆山地震以后，強震動數(shù)據(jù)在震后幾天就在網(wǎng)上發(fā)布出來了，盡管位置精度還不是很高，但相比以前，這也算是邁出了成功的一大步。

民眾的地震參與

登陸USGS的網(wǎng)站，在地震專題下，你不難發(fā)現(xiàn)一個欄目叫做‘Do you feel it？’（你感覺到它了嗎？)。該欄目旨在當?shù)卣鸢l(fā)生以后，收集經(jīng)歷了地震的廣大網(wǎng)民在地震中的感受，比如地震過程的詳細描述、地震

的影響、地震作用下的建筑結(jié)構(gòu)的破壞程度。根據(jù)網(wǎng)民提供的信息，USGS就可以開展評估地震的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)烈度分布。這種基于網(wǎng)民反饋的社區(qū)網(wǎng)絡(luò)烈度也會被編輯到這次地震事件的震動圖中。

不管是震后的即時資料還是更長時間的資料提供，都是對該次地震的科技信息系統(tǒng)有效補充。通過這種方式的信息傳輸，民眾能更好地關(guān)注自身所處位置的地震影響分布情況，同時也能根據(jù)震動圖的更新和修訂的過程了解其他各個社區(qū)的烈度水平，加深對地震影響的理解。這是USGS開展地震宣傳和發(fā)展地震科技一個典型的應(yīng)用實例。下面我再列舉一個加州大學伯克利分校的一個研究項目中民眾的參與情況。該項目利用智能手機里的傳感器來測定地震，目前的研究結(jié)果表明該方法能有效檢測到10 km以內(nèi)震級在5級以上的地震。通過振動臺試驗分別采集了手機在滑動和固定狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，同時也采集了攜帶手機者，在走路、跑步、坐車等不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，采用20種特征參數(shù)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來識別地震，最后從中選擇出最好的識別地震參數(shù)。該項目初期階段只選取幾百個手機用戶，經(jīng)實踐研究發(fā)現(xiàn)地震識別效果很好，目前正在積極推廣至整個舊金山海灣地區(qū)，最終該成果將應(yīng)用于全北加州地區(qū)。根據(jù)統(tǒng)計，北加州現(xiàn)有人口約四千萬，根據(jù)尼爾森市場研究公司2012年初的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，在美國智能手機數(shù)量占全部手機用戶的49.7%。隨著智能科技水平的不斷發(fā)展，智能手機的占有率也會不斷提高，因此目前北加州地區(qū)的智能手機用戶數(shù)量不少于兩千萬部，即使只有其中1%的用戶參與該項研究，也將達到20萬戶，這是一個龐大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源，能夠有效提升該項研究的應(yīng)用范圍。

而在我國，網(wǎng)絡(luò)和手機使用率很高。中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心發(fā)布的第33次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展狀況統(tǒng)計報告》顯示，截至2013年12月，中國網(wǎng)民規(guī)模達6.18億，互聯(lián)網(wǎng)普及率為45.8%。據(jù)中國工信部統(tǒng)計，截至2013年3月底，我國共有11.46億手機用戶，其中手機網(wǎng)民規(guī)模達5億，且繼續(xù)保持穩(wěn)定增長。如此龐大的資源，如果應(yīng)用于地震相關(guān)的研究和宣傳中，其產(chǎn)出將比其他任何國家都更加豐碩，這是一種真實的財富，關(guān)鍵在于我們是否真正關(guān)注這些財富的存在。一旦我們真正意識到網(wǎng)絡(luò)和手機用戶對于地震科技的價值，正確梳理和引導這些終端服務(wù)于地震科技，將會有力地推動地震科技和地震宣傳事業(yè)的發(fā)展。

地震科研和氛圍

美國的科研氛圍平靜而濃郁，USGS這邊更是如此，我所在的門洛帕克是一個小鎮(zhèn)，那里沒有大城市的喧囂。置身于這樣的科研環(huán)境，沒有手機和電話鈴聲的紛擾，有的是來往不斷的電子郵件，很少聽到關(guān)于家長里短的閑聊，更多的是會議室里的激烈討論，有一種不把問題弄明白誓不罷休的氣勢。每周數(shù)次的學術(shù)報告對外開放，如果你關(guān)注，你可以參加，如果你有問題，不管是不是報告主題涉及的，報告人都會一絲不茍的回答你，直至你滿意為止。這些報告人都是來自世界各地的著名科學家，報告主題豐富多彩，全部是前沿的研究理念和技術(shù)，通過這種方式的交流和溝通，做到真正意義上的互通有無，減少科研過程中的重復(fù)和浪費。

還有值得一提的是國外高度彈性的科研管理模式。美國勞動法規(guī)定，每個人周工作時長不能少于40小時，大家不需要督促，都能自覺地遵守。我的美方導師每周只有一天到辦公室，一方面是與團隊進行交流和布置工作任務(wù)，另一方面就是向地震科學中心的項目管理部門匯報其項目進展情況，其他時間就在家辦公或者去各個地震設(shè)備的安裝布設(shè)現(xiàn)場進行檢查和技術(shù)指導，年終的工作業(yè)績也是豐富和多產(chǎn)的，并沒有因為非坐班的工作形式影響到他的工作開展和業(yè)務(wù)發(fā)展。這是值得我們學習和嘗試的，如果設(shè)定好每個人的工作任務(wù)和內(nèi)容，不管采取什么樣的工作形式，只要能完成既定目標，那就足夠了。而反過來想想，我們有些人的工作狀態(tài)令人擔憂，有時候不能很好地完成份內(nèi)之事，長此以往，斗志泯滅，這于公于私都是一種傷害。如果我們也采取這樣的工作方式，未來的樣子不敢想象。

以上就是我在美國學習期間的一些見聞和思考，盡管這些思考可能還很膚淺，有些片面，但是根據(jù)我個人的感受，這些看似微不足道的問題，阻礙了我國地震科技的發(fā)展，更成為我國開展防震減災(zāi)事業(yè)國際交流和提高中國地震科技影響力的無形障礙。近年來，我國一直在努力加強地震數(shù)據(jù)共享和有效產(chǎn)出，不斷加大地震科技方面的投入，指導和引領(lǐng)廣大民眾更多地參與到地震科技發(fā)展中去，積極探索符合地震科技工作者的可行的工作方式，真正做到以人為本。因此，我對我國的地震科技水平的未來發(fā)展充滿信心，基于現(xiàn)有的努力和不斷的探索，我國也一定能夠走向世界地震科技的前沿，逐步引領(lǐng)地震科技的新潮流。