北京國家地球觀象臺作為我國自行建設(shè)和管理的第一座現(xiàn)代意義上的地震觀測臺站，是集地球物理場野外觀測、觀測技術(shù)研發(fā)與質(zhì)量檢測、國際科技合作基地、科普與培訓(xùn)園地為一體的綜合性科學(xué)觀測研究站，其發(fā)展歷程和取得的顯著科學(xué)成就是我國防震減災(zāi)事業(yè)發(fā)展的一個縮影。
6月17日22時55分，四川宜賓市長寧縣發(fā)生6.0級地震。應(yīng)急管理隊(duì)伍第一時間集結(jié)馳援災(zāi)區(qū)；有關(guān)地震的權(quán)威判定和辟謠信息及時而廣泛推送；“愿四川災(zāi)區(qū)同胞平平安安”的網(wǎng)絡(luò)熱搜話題寄托了全國人民的牽掛和祝福——一系列完備及時的地震應(yīng)急舉措讓人們“心安”。
眼望江山如畫、萬木蔥蘢的地球，遼闊的土地上綿延著生生不息的生命贊歌。然而，地震災(zāi)難就像自然界里的一頭猛獸，每當(dāng)它咆哮時，都會造成人民生命財產(chǎn)的巨大損失。
1955年，北京國家地球觀象臺在京郊溫泉鎮(zhèn)上的白家疃村拔地而起。它的建立翻開了我國地震探測科技發(fā)展的新篇章，見證了我國防震減災(zāi)救災(zāi)事業(yè)在風(fēng)雨砥礪中奏響的時代凱歌。
抗戰(zhàn)烽火中的堅(jiān)守
北京西山，林海莽莽的鷲峰森林公園內(nèi)，掩映著一幢銀灰色小樓，正門一側(cè)掛有“地質(zhì)調(diào)查所鷲峰地震研究室”的牌子。小樓前還佇立著一座儀態(tài)莊重、惟妙惟肖的半身銅像，引人注目。這是誰的銅像？銅像與這座簡潔、樸素的小樓之間存在怎樣的關(guān)聯(lián)？一切還要從上世紀(jì)20年代的中國說起。
我國是一個地震頻發(fā)的國家，但由于當(dāng)時正處于內(nèi)憂外患的困境之中，地震觀測與研究水平十分落后。1920年，寧夏海原發(fā)生8.5級大地震，地震災(zāi)區(qū)的慘烈景象，對趕赴現(xiàn)場開展災(zāi)情調(diào)查的地質(zhì)調(diào)查所所長翁文灝觸動極大——他萌發(fā)了要建立地震臺的想法，隨后得到熱情于科學(xué)事業(yè)的北平大律師林行規(guī)的鼎力支持，主動提出把自己鷲峰別墅旁的空地和幾個房間無償捐贈，用作建造地震臺之用。
海原地震10年后，青年學(xué)生李善邦在恩師、我國物理學(xué)一代宗師葉企孫先生的舉薦下，應(yīng)翁文灝的邀請，在鷲峰創(chuàng)建了中國人自行建設(shè)和管理的第一座地震臺。為了更快掌握地震監(jiān)測知識和技能，李善邦先后到日本、德國學(xué)習(xí)前沿的地震監(jiān)測技術(shù)。1930年9月20日，我國首個地震監(jiān)測記錄在鷲峰地震臺誕生，這標(biāo)志著中國地震事業(yè)正式揚(yáng)帆啟航。
在那個兵荒馬亂的年代，地處半山腰的鷲峰地震臺基礎(chǔ)設(shè)施落后，根本不能通電?；鹈缛缍拱愕拿河蜔粝?，只聽見山風(fēng)呼嘯。李善邦就在這樣艱苦的條件下堅(jiān)持觀測了7個寒暑。
7年中，鷲峰地震臺共記錄到2472次地震，并與國外50多個地震研究機(jī)構(gòu)開展資料交換和學(xué)術(shù)交流。不論從儀器設(shè)備、管理水平、記錄質(zhì)量還是數(shù)據(jù)分析，鷲峰地震臺都達(dá)到了當(dāng)時世界一流水平。
1937年，抗日戰(zhàn)爭全面爆發(fā)，鷲峰地震臺的監(jiān)測工作被迫停止。李善邦輾轉(zhuǎn)來到重慶，克服重重困難，于1943年研制成功我國第一臺現(xiàn)代地震儀——霓式地震儀，并在戰(zhàn)火硝煙中堅(jiān)持地震觀測和研究。新中國成立后，霓式地震儀升級為“五一式”地震儀，裝備在我國黃河流域布設(shè)的20多個地震臺，成為我國地震臺網(wǎng)的雛形。
1955年，為迎接兩年后的國際地球物理年，地震臺在北京西郊白家疃得以重建，后演化為今天中國地震局地球物理研究所下屬的北京國家地球觀象臺。在積極參與國際地球物理年科學(xué)活動之際，觀象臺又在開展地震監(jiān)測的同時增加地磁觀測。
2002年9月28日，在紀(jì)念“李善邦先生100周年誕辰”之際，其銅像被中國地震學(xué)界豎立在鷲峰地震臺那幢銀灰色小樓前。
北京國家地球觀象臺辦公區(qū)域。 （資料圖片）
朝數(shù)字化時代邁進(jìn)
古人通過“夜觀天象”探得先兆。可上天容易入地難。“我們必須借助專業(yè)儀器，才能探測到來自地球深部的信號。裝備了各種地球物理儀器的地震臺站正是獲取地球內(nèi)部訊息的前沿哨所，為地震研究提供一手的觀測資料。”北京國家地球觀象臺副研究員王紅強(qiáng)自豪地說，觀象臺屬于綜合性觀測臺站，16套觀測儀器日夜不停地監(jiān)測地球動向。
殘酷的地震從不等待人類的點(diǎn)滴進(jìn)步。1966年3月，河北邢臺先后發(fā)生6.8級和7.2級兩次強(qiáng)烈地震，黨中央和國務(wù)院十分關(guān)心震情與災(zāi)區(qū)人民生命財產(chǎn)安全，地震臺站建設(shè)由此起步。
1971年，在剛成立的國家地震局領(lǐng)導(dǎo)下，分兩批建設(shè)了北京、佘山、昆明等24個國家基準(zhǔn)臺，形成當(dāng)時的國家地震臺網(wǎng)。“一旦發(fā)生地震，臺站人員快速處理，將有關(guān)數(shù)據(jù)上報國家地震局分析預(yù)報中心值班室。震情值班室承擔(dān)著當(dāng)時大陸5級以上與國外7級以上地震速報，震情信息直接報送國家地震局。”地球物理所研究員劉瑞豐說。
上世紀(jì)90年代，剛分配到北京國家地球觀象臺工作的朱占斌經(jīng)歷過舊時模擬記錄地震圖洗相、更換記錄圖紙、用磁帶或膠片保存數(shù)據(jù)的階段。他曾24小時值守在臺站監(jiān)測地震，警報一旦響起，必須即刻處理。“現(xiàn)在，大大小小的地震都可以通過電腦、手機(jī)直接速報，科技的發(fā)展已然改變生活。”
改變，得益于國際合作數(shù)字地震臺網(wǎng)的建設(shè)。地球物理所研究員周公威說，我國數(shù)字地震觀測技術(shù)開發(fā)始于20世紀(jì)70年代后期，計算機(jī)的廣泛應(yīng)用極大提高了地震觀測質(zhì)量，使大家以前所未有的效率獲取與分析處理海量信息，增進(jìn)對地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。
為建立可用于多種科學(xué)研究目的的全國性高質(zhì)量數(shù)字地震數(shù)據(jù)庫，1982年，國家地震局做出建設(shè)中國數(shù)字地震臺網(wǎng)的決定，北京國家地球觀象臺成為第一批進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)的臺站。此后，乘著數(shù)字化改革的春風(fēng)，觀象臺從眾多臺站中脫穎而出，成為行業(yè)領(lǐng)頭兵：我國第一座數(shù)字化地震臺（1986年）和數(shù)字化地磁臺（1997年）、保存有長期連續(xù)的地球物理觀測數(shù)據(jù)、制定了我國面波震級標(biāo)準(zhǔn)、建立了我國地磁測量實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)。
中國地震局地球物理所研究員鄭重介紹，數(shù)字地震臺網(wǎng)建設(shè)與傳統(tǒng)的機(jī)械感應(yīng)式和模擬記錄儀器相比，能大幅提升地震震級監(jiān)測范圍和精度。
“九五”期間，我國開始成規(guī)模推動地震數(shù)字化觀測。2000年前后，我國建成了由47個國家數(shù)字測震臺和33個有人值守臺組成的國家數(shù)字地震臺網(wǎng)。中國數(shù)字地震臺網(wǎng)與前兆臺網(wǎng)運(yùn)行及連續(xù)率和技術(shù)能力總體達(dá)到國際同類臺網(wǎng)先進(jìn)水平，標(biāo)志著我國地震臺網(wǎng)數(shù)字化時代的到來。
預(yù)警能力顯著提升
中國地震局地球物理所研究員潘華介紹，地震安全服務(wù)可以說是伴隨著共和國一起成長，經(jīng)歷了70年的光輝歷程，“經(jīng)過一代又一代人的努力，越來越多的人意識到，合理的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、有效的抗震設(shè)計和施工是防御和減輕地震災(zāi)害損失的有效途徑”。
1957年，以李善邦為首的編圖組與蘇聯(lián)專家合作完成了新中國第一代地震區(qū)劃圖的編制工作，填補(bǔ)了當(dāng)時我國對國土地震危險性評價的空白。“1978年起，各版建筑抗震設(shè)計規(guī)范，以及各行業(yè)的抗震設(shè)計規(guī)范均以現(xiàn)行地震區(qū)劃圖銜接，從而在法規(guī)層面上使國土地震安全有了保障。”潘華說。
直到2015年，由中國地震局地球物理所高孟潭研究員主編的我國第五代地震區(qū)劃圖，徹底取消不設(shè)防地區(qū)。以此為據(jù)，中小學(xué)校舍安全工程和農(nóng)村民居地震安全工程在全國鋪開，抗大震救大災(zāi)能力明顯提升。
黨的十八大以來，我國地震臺網(wǎng)建設(shè)也更趨科學(xué)規(guī)范。2017年，《中共中央國務(wù)院關(guān)于推進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)體制機(jī)制改革的意見》要求在全國構(gòu)建地震烈度速報與預(yù)警觀測網(wǎng)絡(luò)。目前，正在實(shí)施的國家地震烈度速報與預(yù)警工程將在全國建設(shè)超過1.5萬個臺站。
“發(fā)生地震后，公眾感受到房屋搖晃，掏出手機(jī)來看看微博便知道發(fā)生了多大地震，這是現(xiàn)在地震速報的狀態(tài)。而我們正在做的地震預(yù)警又是什么樣？是大家還沒感到搖晃的時候，手機(jī)提示已經(jīng)到達(dá)。”中國地震臺網(wǎng)中心地震臺網(wǎng)部主任黃志斌解釋稱，地震預(yù)警系統(tǒng)正是利用電磁波和地震波的時間差，讓信息流“跑贏”地震波，提前幾秒到幾十秒向震中周邊民眾及時發(fā)出提醒，搶出寶貴時間完成緊急避險。
重大工程項(xiàng)目令人期待。國家地震烈度速報與預(yù)警工程計劃于2022年完成建設(shè)，將在華北地區(qū)、南北地震帶等6個重點(diǎn)地區(qū)實(shí)現(xiàn)地震預(yù)警能力，并率先向中小學(xué)校等3000多個示范用戶發(fā)布預(yù)警信息。
近年來，我國地震災(zāi)害防御能力有了質(zhì)的飛躍，高孟潭對此深有感觸，“地震科技的發(fā)展已為數(shù)以萬計重大建設(shè)工程提供了抗震設(shè)計必須的地震輸入?yún)?shù)，為數(shù)以百計的城鎮(zhèn)防震減災(zāi)工作提供更加精細(xì)的地震震動參數(shù)、活動斷裂分布和地震地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測成果，防震減災(zāi)能力提升效果顯著”。（經(jīng)濟(jì)日報-中國經(jīng)濟(jì)網(wǎng)記者 郭靜原）
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