國際地震中心(ISC)2009—2011發(fā)展戰(zhàn)略*

引言

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

ISC目前的財務(wù)狀況是穩(wěn)定的。2008年初ISC采用以英鎊結(jié)算會費，再加上有大量來自新老會員的額外資金注入，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。在這種時期，政府和科研資助機(jī)構(gòu)通常主要會向核心項目提供資助，做到盡量合理安排經(jīng)費支出，節(jié)約對那些非必需項目的經(jīng)費支出。這種情況下，加速ISC的發(fā)展，以確保其服務(wù)項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，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個月內(nèi)即進(jìn)行ISC通報的人工審核

ISC的傳統(tǒng)做法是有意將其通報審核時間推遲長達(dá)兩年，從而使所有經(jīng)最終審核的網(wǎng)絡(luò)通報都能交付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)通報是不現(xiàn)實的。如果不斷涌入的網(wǎng)絡(luò)通報數(shù)據(jù)已達(dá)95%，那么再推遲ISC審核通報的編制就不是明智之舉。據(jù)此，地震發(fā)生后12～15個月內(nèi)編制ISC審核通報似乎是一個合理的目標(biāo)。我們希望那些對其余5%數(shù)據(jù)負(fù)有責(zé)任的機(jī)構(gòu)一旦意識到自己的數(shù)據(jù)未能列入ISC審核通報，便會及時調(diào)整他們的時限政策，因為此通報真正地被普遍認(rèn)為是地震通報數(shù)據(jù)的最終歸宿。最壞情況下，逾期到達(dá)的數(shù)據(jù)仍會被補(bǔ)充到ISC在線通報。

將ISC通報的人工審核提前到地震發(fā)生后12～15個月內(nèi)進(jìn)行是一項代價很高的嘗試，因為編輯隊伍還需多雇用一名成員，并對其進(jìn)行培訓(xùn)，以保證高水平完成任務(wù)。然而，實現(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)實時更新的意識，同時繼續(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，因為在網(wǎng)絡(luò)管理者心目中那些事件發(fā)生的時間實在太久了。

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

ISC編者仍使用紙質(zhì)列表每月對近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，并降低了打字錯誤的概率。最近，ISC數(shù)據(jù)庫查詢速度提高了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)該是完全對話式編輯系統(tǒng)的設(shè)計、編制和實施。這一系統(tǒng)應(yīng)包括對每次事件處理結(jié)果的可信度測定。只有那些測定可信度較低的事件才會經(jīng)ISC分析人員審核。這樣一來，ISC便可從容應(yīng)對向其提供數(shù)據(jù)的地震臺站數(shù)量的急劇增大。

2 地震發(fā)生后迅速收集已經(jīng)審核的臨時通報數(shù)據(jù)，以保持ISC數(shù)據(jù)庫實時更新，用戶可隨時獲取最精確的數(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)布已有報道的事件的地震波初至信息。沒有一個全球性國際機(jī)構(gòu)嘗試過將此類信息整合，并在任一時刻都可提供全球地震事件的最佳可用結(jié)果。很顯然，這項工作非常適合ISC來承擔(dān)。ISC需要加倍努力，一旦經(jīng)審核的臨時地震通報到達(dá)該中心便迅速將其填充到數(shù)據(jù)庫中，按事件歸類，識別出可能的最佳結(jié)果，并提供原始信息源的鏈接。應(yīng)該要求ISC理事會成員將這些動態(tài)信息轉(zhuǎn)達(dá)給各自國內(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)合國教科文組織(UNESCO)和英國國際發(fā)展部(UK DFID)的支持。

(3)需密切關(guān)注那些數(shù)據(jù)報告受人為限制的網(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，對此類信息的確定和通報方式給予明確規(guī)定。

(5)ISC應(yīng)聯(lián)合國際地震學(xué)與地球內(nèi)部物理學(xué)協(xié)會(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)收集的時間跨度。

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

4 修改并更新ISC分析流程

ISC是一個世界聞名的數(shù)據(jù)中心，其參數(shù)數(shù)據(jù)收集涉及時間長，是最佳的多用途全球地震通報數(shù)據(jù)源。正是其長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，因而需對其進(jìn)行重大改進(jìn)。

ISC已在IASPEI會議期間召集并成功舉辦了兩次定位研討會，一次在圣地亞哥(2005)，另一次在佩魯賈(2007)。這些研討會及隨后與之相關(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測地震波初至和續(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)外核震相及對深度敏感的震相(地核和地表反射);

(5)采用概率性震相識別方法;

(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)實現(xiàn)最小化;

(7)采用信噪比、反方位角和慢度測量;

(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)全面測試、結(jié)果評估后，就可以重新計算完整的數(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估其對網(wǎng)絡(luò)震級的報告流程，并計算出自己的ISC震級:

(1)引入一個確定首選震級的系統(tǒng)，從其他機(jī)構(gòu)報告的和ISC計算的震級中確定一個首選震級;

(2)鼓勵數(shù)據(jù)報告機(jī)構(gòu)在發(fā)布震級時盡量使用那些IASPEI地震觀測與解釋委員會(COSOI)工作小組推薦的震級類型;

(3)對于根據(jù)ISC自己的振幅測定結(jié)果來計算震級的問題進(jìn)行可行性研究(見正文)。

5 通過確立自動化流程建立一套連貫的、具體的波形測定模式，以提高ISC通報的準(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資源，將這些相互連貫的自動測定數(shù)據(jù)集應(yīng)用到工作中，以作為對其接收到的數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。類似問題包括:

(1)許多通報事件都缺乏可靠的深度約束和震級測定值;

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

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

實際上，數(shù)據(jù)報告者利用在線數(shù)據(jù)，并將自動生成的參數(shù)報告給ISC，這種情況已有先例。ISC應(yīng)對下列事項進(jìn)行可行性研究:

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

(2)同時在數(shù)個臺站拾取地表反射波到時，以幫助確定那些沒有近臺站讀數(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測定試點項目，該項目可在與ISC以外的感興趣的科研團(tuán)體達(dá)成的協(xié)議框架下付諸實施。

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

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

對分別取自不同機(jī)構(gòu)的分析人員提供的波形和ISC收集到的波形進(jìn)行人工波形測定，將長期成為新編自動讀數(shù)質(zhì)量評估的強(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)處使用波形測定，以提高ISC通報的精確度。

6 編制面向用戶的ISC在線通報和ISC通報概要印刷版

ISC在線通報大概出現(xiàn)在10年前。自那以后，ISC通報印刷版經(jīng)歷了一個逐步衰退的過程，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)念品或某個公司的手冊。每3個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ISC在線通報和ISC通報印刷版的宗旨和要求進(jìn)行重新評估的時刻終于來到。

ISC在線通報應(yīng)將其重心調(diào)整到對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，那么它也會成為該中心的寶貴資產(chǎn)。

6.1 ISC在線通報

以現(xiàn)在的形式和格式，ISC通報對于某些用戶而言通常顯得過于復(fù)雜，而對于另一些用戶而言其信息可能又不夠全面。想用同一個產(chǎn)品使所有的通報用戶都感到滿意非常困難。因此，根據(jù)ISC數(shù)據(jù)庫內(nèi)容設(shè)計幾個通報版本似乎會呈現(xiàn)良好的效果。這些通報會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”——主要面向那些對震害研究、預(yù)測和地震構(gòu)造學(xué)感興趣的用戶。該通報重點關(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)的類型對其中的不確定性進(jìn)行估算;③對記錄信息的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡要介紹;④簡單的事件特征描述;⑤ 根據(jù)特征評估簡述震級估算情況;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)“臺站波至通報”——主要面向那些對地球結(jié)構(gòu)研究感興趣的用戶，以及那些尋求對所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步評估的用戶。該通報應(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”——首先可能會要求科技期刊出版者在其在線版文獻(xiàn)中包含ISC通報鏈接或每篇文獻(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”——此類通報包含的數(shù)據(jù)少但圖片資料多，對地震通報中所報導(dǎo)的數(shù)值的不確定性加以說明。

6.2 ISC通報概要印刷版

以目前的形式，ISC通報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中存儲數(shù)據(jù)的概要。ISC通報概要應(yīng)包含下列圖形、統(tǒng)計數(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;(4)數(shù)據(jù)貢獻(xiàn)者;(5)ISC職員和執(zhí)行委員會;(6) ISC流程概覽;(7)通報中發(fā)布的典型信息; (8)區(qū)域地震活動圖，標(biāo)明地震定位的不確定性;(9)臺站圖;(10)區(qū)域震級頻度圖，標(biāo)明對其完整性的估算結(jié)果;(11)對發(fā)布的震相加以簡要概述;(12)震級估算綜述; (13)從前沒有報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)品的簡單比較。

對于想了解內(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員時也可把它作為參考手冊來使用。通報概要的制作與郵寄成本可能會比目前ISC通報的印刷成本低。

7 重新發(fā)揮ISC在地震網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心中獨一無二的作用，使其成為一個可提供便捷服務(wù)和實時反饋的有用信息源

對于ISC而言，重新確立其在全球地震網(wǎng)絡(luò)中獨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，及時高效地發(fā)布準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。

(1)編寫并實時更新結(jié)構(gòu)合理、基于網(wǎng)絡(luò)的地震臺網(wǎng)手冊(包括臨時布局)，使每一臺網(wǎng)的資料都得以清晰顯示，并對其從前和現(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ISC臺站手冊，使其包含圖片以及ISC數(shù)據(jù)庫中可利用的參數(shù)數(shù)據(jù)等簡要信息。可對每一臺站報告的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

(3)建立一個隸屬COSOI/IASPEI之下、與美國國家地震信息中心(NEIC)共同管理的新的“國際地震網(wǎng)絡(luò)臺站檔案”。該檔案可使ISC對網(wǎng)絡(luò)所有人和運營者以及參數(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)對常見的情況，即根據(jù)不同的數(shù)據(jù)提供者報告給ISC的相同免費波形復(fù)制參數(shù)數(shù)據(jù)等。

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

(5)向信譽卓著的機(jī)構(gòu)提供ISC通報選集，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。