国际地震中心(ISC)2009—2011发展战略*

国际地震中心(ISC)2009—2011发展战略*

引言

本文确定了国际地震中心(ISC)的下一步发展战略。它经ISC执行委员会在2008年6月8—9日萨彻姆(Thatcham)会议上考虑并获得支持。ISC理事会在2009年1月11日开普敦(Cape Town)会议期间原则上批准了此战略规划。规划中还对ISC理事会成员在会后一个月内提交的校正/修改意见予以考虑。

ISC目前的财务状况是稳定的。2008年初ISC采用以英镑结算会费，再加上有大量来自新老会员的额外资金注入，所以其预算已步入复苏轨道。然而，2008年末的世界总体经济前景并非一片光明。在这种时期，政府和科研资助机构通常主要会向核心项目提供资助，做到尽量合理安排经费支出，节约对那些非必需项目的经费支出。这种情况下，加速ISC的发展，以确保其服务项目和成果在地球物理学研究方面呈现出较高的需求水平显得尤为重要。

鉴于上述观点，ISC将以下列任务为主要发展目标。

1 地震发生后12～15个月内即进行ISC通报的人工审核

ISC的传统做法是有意将其通报审核时间推迟长达两年，从而使所有经最终审核的网络通报都能交付ISC。最后期限被设定为两年，在此期限内所有印刷材料和磁带都要送达ISC以供分析。

通信技术飞速变化，而电子邮件则是向ISC提供报告的主要方式。要想获得全部经审核的最终网络通报是不现实的。如果不断涌入的网络通报数据已达95%，那么再推迟ISC审核通报的编制就不是明智之举。据此，地震发生后12～15个月内编制ISC审核通报似乎是一个合理的目标。我们希望那些对其余5%数据负有责任的机构一旦意识到自己的数据未能列入ISC审核通报，便会及时调整他们的时限政策，因为此通报真正地被普遍认为是地震通报数据的最终归宿。最坏情况下，逾期到达的数据仍会被补充到ISC在线通报。

将ISC通报的人工审核提前到地震发生后12～15个月内进行是一项代价很高的尝试，因为编辑队伍还需多雇用一名成员，并对其进行培训，以保证高水平完成任务。然而，实现这一目标非常重要，原因包括:

(1)这能增强ISC的现代化和数据实时更新的意识，同时继续收集世界各地正在准备中的多数最终网络通报数据。

(2)这将大大促进数据收集和审核过程中ISC地震学家和数据贡献者之间的交流。目前，ISC在台站参数和地震事件的技术信息重获方面经常遇到问题，因为在网络管理者心目中那些事件发生的时间实在太久了。

(3)根据很早以前的通报审核结果，ISC能够向数据贡献者提供及时有用的自动生成的反馈信息。

ISC编者仍使用纸质列表每月对近4000次事件进行成批审核。几年前引入的条形码编码系统有助于减少编辑工作中不必要的例行因素，并降低了打字错误的概率。最近，ISC数据库查询速度提高了10倍，因此，一旦从纸质列表中扫描出一次事件的条形码，编者就可根据屏幕上的图形信息完成决策过程。虽然近期取得了这些进展，但最终目标应该是完全对话式编辑系统的设计、编制和实施。这一系统应包括对每次事件处理结果的可信度测定。只有那些测定可信度较低的事件才会经ISC分析人员审核。这样一来，ISC便可从容应对向其提供数据的地震台站数量的急剧增大。

2 地震发生后迅速收集已经审核的临时通报数据，以保持ISC数据库实时更新，用户可随时获取最精确的数据

世界上许多机构已经朝着根据初至的自动拾取发布地震事件结果的方向努力，但这些信息都需经地震学家审核。另外还有一些网络发布已有报道的事件的地震波初至信息。没有一个全球性国际机构尝试过将此类信息整合，并在任一时刻都可提供全球地震事件的最佳可用结果。很显然，这项工作非常适合ISC来承担。ISC需要加倍努力，一旦经审核的临时地震通报到达该中心便迅速将其填充到数据库中，按事件归类，识别出可能的最佳结果，并提供原始信息源的链接。应该要求ISC理事会成员将这些动态信息转达给各自国内的机构，以增加参与团体的数量，扩大地理覆盖面。

3 完善并扩充不断涌入的已经审核的通报数据

ISC数据收集一直是最广泛的经审核的地震参数数据收集渠道之一。而这一收集渠道在许多领域还有待改进。

(1)ISC需鼓励数据贡献者提供所有类型的已提交信息的不确定性。

(2)ISC数据收集的完整性在全球范围内差别很大。还应努力改善下列地区的收集状况，即南美、非洲、东南亚和大洋地区。目前在这些地区正在布设网络，包括海底网络。可能还要借助联合国教科文组织(UNESCO)和英国国际发展部(UK DFID)的支持。

(3)需密切关注那些数据报告受人为限制的网络。

(4)ISC应注意搜集更多类型的参数数据，例如:有限震源破裂模型、初至时间拾取质量的信息等。ISC需要参与世界范围的协作，对此类信息的确定和通报方式给予明确规定。

(5)ISC应联合国际地震学与地球内部物理学协会(IASPEI)，继续搜集适当的参考事件，提高地震定位精度。

(6)1918—1963年集成地震系统(ISS)的台站波至数据已可利用，ISC需通过收录这些数据来扩大其数据收集的时间跨度。

(7)ISC应将自己宣传为历史数据集的宝库。ISC数据库需包含来自英国的地震设备基础设施机构和美国的大陆岩石圈地震台阵研究计划(PASSCAL)数据集。

4 修改并更新ISC分析流程

ISC是一个世界闻名的数据中心，其参数数据收集涉及时间长，是最佳的多用途全球地震通报数据源。正是其长期流程的连贯性与适应当今地震学需求不断变化的能力之间的良好平衡，使得该中心及其数据到目前为止仍有需求。但该中心目前的定位流程显然已逐渐落后于全球地震定位的发展水平，因而需对其进行重大改进。

ISC已在IASPEI会议期间召集并成功举办了两次定位研讨会，一次在圣地亚哥(2005)，另一次在佩鲁贾(2007)。这些研讨会及随后与之相关的出版物指明了ISC地震定位的发展方向:

(1)采用可更好地描述实测地震波初至和续至的最新1-D地球模型;

(2)解释相关的模型误差结构;

(3)用非高斯、偏斜、重尾概率分布描述读数误差;

(4)使用内外核震相及对深度敏感的震相(地核和地表反射);

(5)采用概率性震相识别方法;

(6)用迭代重加权最小二乘法或非线性最优化算法使Lp范数实现最小化;

(7)采用信噪比、反方位角和慢度测量;

(8)应用一套富有意义的默认深度。

一旦新的程序被开发出来，经全面测试、结果评估后，就可以重新计算完整的数据集，该数据集可追溯至1964年。

ISC显然也需要着力于重新评估其对网络震级的报告流程，并计算出自己的ISC震级:

(1)引入一个确定首选震级的系统，从其他机构报告的和ISC计算的震级中确定一个首选震级;

(2)鼓励数据报告机构在发布震级时尽量使用那些IASPEI地震观测与解释委员会(COSOI)工作小组推荐的震级类型;

(3)对于根据ISC自己的振幅测定结果来计算震级的问题进行可行性研究(见正文)。

5 通过确立自动化流程建立一套连贯的、具体的波形测定模式，以提高ISC通报的准确性

源源不断的在线地震波形数据的可利用性正在日益提高。很显然，如果ISC要处理一些众所周知的问题，便可利用这一巨大免费资源，将这些相互连贯的自动测定数据集应用到工作中，以作为对其接收到的数据的补充。类似问题包括:

(1)许多通报事件都缺乏可靠的深度约束和震级测定值;

(2)不同网络使用的振幅测定技术长期不一致;

(3)不同网络报告的地表反射波的初至时间不一致。

实际上，数据报告者利用在线数据，并将自动生成的参数报告给ISC，这种情况已有先例。ISC应对下列事项进行可行性研究:

(1)与IASPEI/COSOI工作小组最新推荐结果一致的振幅测定;

(2)同时在数个台站拾取地表反射波到时，以帮助确定那些没有近台站读数可用的地震事件;

(3)重新搞活已取得成功的剪切波分裂自动测定试点项目，该项目可在与ISC以外的感兴趣的科研团体达成的协议框架下付诸实施。

这些流程对于ISC而言都是从未尝试过的，然而，可以借鉴美国、英国、德国、法国和其他国家的主要科研机构所获得的经验，将这些举措付诸实施。

一套完整、标准的振幅测定结果和具体的普通震相初至时间的确定对于地震学界而言非常有用，然而，一个国家级机构却永远无法提供这种服务。这正是ISC可利用其国际地位让用户真正受益的一个例证。

对分别取自不同机构的分析人员提供的波形和ISC收集到的波形进行人工波形测定，将长期成为新编自动读数质量评估的强有力基准。而重要的是破除与ISC相关的陈规，逐渐尝试在适当处使用波形测定，以提高ISC通报的精确度。

6 编制面向用户的ISC在线通报和ISC通报概要印刷版

ISC在线通报大概出现在10年前。自那以后，ISC通报印刷版经历了一个逐步衰退的过程，确切地说它成了地震学家书架上某种标志性的可视物品、一种纪念品或某个公司的手册。每3个月一次附在其封底的CD似乎成为它存在的部分理由。然而，对ISC在线通报和ISC通报印刷版的宗旨和要求进行重新评估的时刻终于来到。

ISC在线通报应将其重心调整到对ISC数据用户的各类机构的需求作出答复，并继续保持ISC数据最新、最全面的数据源。如果将ISC通报印刷版变成内附CD的提要，再附上一些有关ISC及其职能的有用信息，那么它也会成为该中心的宝贵资产。

6.1 ISC在线通报

以现在的形式和格式，ISC通报对于某些用户而言通常显得过于复杂，而对于另一些用户而言其信息可能又不够全面。想用同一个产品使所有的通报用户都感到满意非常困难。因此，根据ISC数据库内容设计几个通报版本似乎会呈现良好的效果。这些通报会按照不同用户的需求进行调整，更好地为不同的用户群服务。

(1)“震源通报”——主要面向那些对震害研究、预测和地震构造学感兴趣的用户。该通报重点关注:① 发布地震事件的参数;②根据信息发布网络的格局和可用数据的类型对其中的不确定性进行估算;③对记录信息的网络进行简要介绍;④简单的事件特征描述;⑤ 根据特征评估简述震级估算情况;⑥地震矩、矩张量解;⑦地震有感与地震破坏信息;⑧ 可利用的有限震源破裂模型。

(2)“台站波至通报”——主要面向那些对地球结构研究感兴趣的用户，以及那些寻求对所获得的数据进行初步评估的用户。该通报应着重全面呈现地震波至数据，除了标准参数外还应包含:①拾取精度;②技术人员和ISC的震相解释;③ 仪器类型;④ 波道;⑤作者与发布者;⑥在线波形数据的可用性。

(3)“科技文献中研究的地震事件通报”——首先可能会要求科技期刊出版者在其在线版文献中包含ISC通报链接或每篇文献中的地震事件链接。

(4)“面向一般公众(以及/或学校)的通报”——此类通报包含的数据少但图片资料多，对地震通报中所报导的数值的不确定性加以说明。

6.2 ISC通报概要印刷版

以目前的形式，ISC通报印刷版只能从视觉上提醒人们ISC收集了海量的数据。印刷版在研究中很少用到。然而，可将印刷版转换为非常有用的附在其封底的CD中存储数据的概要。ISC通报概要应包含下列图形、统计数字和信息:(1)ISC的状况和宗旨; (2)历史资料;(3)赞助者及标识;(4)数据贡献者;(5)ISC职员和执行委员会;(6) ISC流程概览;(7)通报中发布的典型信息; (8)区域地震活动图，标明地震定位的不确定性;(9)台站图;(10)区域震级频度图，标明对其完整性的估算结果;(11)对发布的震相加以简要概述;(12)震级估算综述; (13)从前没有报道的事件和引起特别关注的事件;(14)与其他数据中心产品的简单比较。

对于想了解内附CD内容变化的地震学家而言，该产品非常有用，另外，ISC工作人员在查找新会员时也可把它作为参考手册来使用。通报概要的制作与邮寄成本可能会比目前ISC通报的印刷成本低。

7 重新发挥ISC在地震网络和数据中心中独一无二的作用，使其成为一个可提供便捷服务和实时反馈的有用信息源

对于ISC而言，重新确立其在全球地震网络中独树一帜的中心地位显得尤为重要。我们需要树立ISC作为接近前沿的当代数据中心的形象，正是ISC利用现代分析流程，及时高效地发布准确的数据信息。

(1)编写并实时更新结构合理、基于网络的地震台网手册(包括临时布局)，使每一台网的资料都得以清晰显示，并对其从前和现在的状况、分析流程、职员、目前的问题及发展规划等基本信息加以表述。

(2)重新设计ISC台站手册，使其包含图片以及ISC数据库中可利用的参数数据等简要信息。可对每一台站报告的参数数据进行分析。

(3)建立一个隶属COSOI/IASPEI之下、与美国国家地震信息中心(NEIC)共同管理的新的“国际地震网络台站档案”。该档案可使ISC对网络所有人和运营者以及参数数据编写者和发布者等所作出的贡献给予肯定。有了这样的档案，ISC还可以有效地应对常见的情况，即根据不同的数据提供者报告给ISC的相同免费波形复制参数数据等。

(4)与COSOI/IASPEI联手设立一个基于网络的帮助平台，提供有关地震参数数据的处理和上报的所有必要的指导性文档。主持编写《地震观测实践手册》也是ISC对地震学方面的教育工作所作出的一份特殊贡献。

(5)向信誉卓著的机构提供ISC通报选集，供其审阅。

(6)向数据贡献者提供他们所关心的领域的及时反馈。

资料来源:ftp:∥ftp.isc.ac.uk/pub/docs/ISC_ develop_2009-11.pdf

原题:Strategies for the ISC Development 2009-2011

(中国地震局地球物理研究所 左玉玲译)

(译者电子信箱，左玉玲:yulingzuo@yahoo.com.cn)

P315;

D;

10.3969/j.issn.0235-4975.2010.03.004

2010-03-07。