中美CDSN合作項(xiàng)目回顧

編者按 周公威先生是中國地震局地球物理研究所研究員，曾任中美CDSN合作項(xiàng)目中方項(xiàng)目主任，現(xiàn)為中國地震局科學(xué)技術(shù)司（國際合作司）顧問專家組成員。

1975年開始，世界發(fā)達(dá)國家競相布設(shè)數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)。地震觀測質(zhì)量的提高和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，使地震學(xué)家以前所未有的效率獲取和分析海量信息，增進(jìn)人類對(duì)地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地震的認(rèn)識(shí)。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，為了加速我國地震觀測技術(shù)現(xiàn)代化進(jìn)程，建立可用于多種科學(xué)研究的全國性高質(zhì)量數(shù)字地震數(shù)據(jù)庫，1982年國家地震局做出通過中美地震科技合作建設(shè)中國數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)的決定。經(jīng)有關(guān)部委同意，將該臺(tái)網(wǎng)建設(shè)列入中美地震科技合作項(xiàng)目。1983年5月，國家地震局高文學(xué)副局長和美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）佩克（D.Peck）局長分別代表中方和美方簽署《中國數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)（CDSN）的原則協(xié)議》。協(xié)議規(guī)定：中美雙方對(duì)中國數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)（CDSN）共同投資、設(shè)計(jì)、研制和安裝。臺(tái)網(wǎng)產(chǎn)出資料，中方在基本連續(xù)和常規(guī)基礎(chǔ)上向美方提供臺(tái)網(wǎng)網(wǎng)日帶副本；作為交換條件，美方向中方提供全球數(shù)字臺(tái)網(wǎng)（GDSN）網(wǎng)日帶副本，供中方使用。雙方明確：該合作項(xiàng)目的中方技術(shù)負(fù)責(zé)單位是國家地震局地球物理研究所，負(fù)責(zé)人美方是美國地質(zhì)調(diào)查局阿爾伯克基地震實(shí)驗(yàn)室。曲克信和彼得森（Jon Peterson）分別為中方和美方的項(xiàng)目。1983年6月開始建設(shè)，歷經(jīng)3年場地準(zhǔn)備和技術(shù)實(shí)施工作，1986年8月，硬件、軟件系統(tǒng)試運(yùn)行，1986年10月1日起，CDSN數(shù)據(jù)管理中心（DMC）以試驗(yàn)方式向中國研究團(tuán)體提供CDSN網(wǎng)日帶數(shù)據(jù)，1987年10月臺(tái)網(wǎng)通過國際地震專家組技術(shù)評(píng)審和驗(yàn)收，轉(zhuǎn)入正式運(yùn)行。

CDSN一期工程（1984—1987年）包括9個(gè)臺(tái)站，即北京、蘭州、恩施、昆明、瓊中、上海、烏魯木齊、海拉爾和牡丹江。在國家地震局地球物理研究所建立CDSN數(shù)據(jù)管理中心（DMC）和臺(tái)網(wǎng)維修中心（NMC）。CDSN臺(tái)站記錄采用4個(gè)頻帶，即短周期SP、中周期BB、長周期LP、甚長周期VLP，數(shù)據(jù)采樣率分別為40 SPS、20 SPS、1 SPS、0.1 SPS，地震記錄動(dòng)態(tài)范圍為120 dB。CDSN二期工程（1993—2001年）旨在執(zhí)行CDSN的二期技術(shù)改造計(jì)劃，將CDSN改造成具備美國地震學(xué)聯(lián)合研究體（IRIS）部署的全球（數(shù)字）地震臺(tái)網(wǎng)（GSN）技術(shù)性能的新一代CDSN。其主要內(nèi)容包括：增設(shè)西安臺(tái)和拉薩臺(tái)；用智能化的IRIS/GSN臺(tái)站設(shè)備更換CDSN臺(tái)站原有設(shè)備，產(chǎn)出具有國際地震數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)格式（SEED）的大動(dòng)態(tài)（140 dB）記錄數(shù)據(jù)，使改造后的新一代CDSN成為全球（數(shù)字）地震臺(tái)網(wǎng)（IRIS/GSN）的組成部分；將原來的寬頻帶數(shù)據(jù)信道（5—0.04 Hz）改造為甚寬帶數(shù)據(jù)信道（8.5—0.003 Hz），并由觸發(fā)改為連續(xù)記錄；安裝甚短周期地震計(jì)，監(jiān)測地震波高頻分量達(dá)50 Hz；改造CDSN/DMC，用SUN計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及新軟件系統(tǒng)提高臺(tái)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理、編輯及數(shù)據(jù)服務(wù)能力；實(shí)現(xiàn)CDSN臺(tái)站記錄數(shù)據(jù)對(duì)CDSN/DMC的實(shí)時(shí)傳輸，國際間地震數(shù)據(jù)的快速傳輸；使CDSN具有通過互聯(lián)網(wǎng)訪問IRIS/ DMC地震數(shù)據(jù)庫的能力；為CDSN臺(tái)站配備高性能的地震分析處理軟件（ARS，DIMAS）。截至2001年，通過中美雙方共同努力，CDSN數(shù)字地震觀測系統(tǒng)完成升級(jí)換代，成為IRIS/ GSN的重要組成部分。2002—2007年，在中國地震局國際合作司的大力支持下，CDSN項(xiàng)目獲得中國科技部的資助（2001CB711005-1）。中方在CDSN/DMC原有軟硬環(huán)境基礎(chǔ)上，自主開發(fā)“數(shù)字地震實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要包括：數(shù)字地震實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)硬件平臺(tái)構(gòu)建和CDSN實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)軟環(huán)境中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊與數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)建。利用CDSN實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)地震數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)中國發(fā)生的中強(qiáng)地震震源參數(shù)的快速測定，并向中國地震局監(jiān)測預(yù)報(bào)司發(fā)出《震源參數(shù)簡報(bào)》。2008年11月，該課題通過中國科技部基礎(chǔ)研究司驗(yàn)收。數(shù)字地震觀測技術(shù)飛速發(fā)展，而CDSN數(shù)字地震觀測系統(tǒng)硬件日趨老化，軟件和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)性能有待提高，在此形勢下，CDSN三期技術(shù)改造工程于2013年完成。

CDSN作為中國國家數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)及IRIS/GSN臺(tái)網(wǎng)的組成部分，產(chǎn)出高質(zhì)量地震數(shù)據(jù)，為地震監(jiān)測預(yù)報(bào)、數(shù)字地震學(xué)研究及防震減災(zāi)工作發(fā)揮著重要作用。美國前白宮科技政策辦公室主任Dr.John Gibbons來華與中國政府續(xù)簽中美科技合作協(xié)議書期間，對(duì)新聞界宣稱中美科技合作取得了很大成績，其中“電子對(duì)撞機(jī)”和“中國數(shù)字地震臺(tái)網(wǎng)”項(xiàng)目是雙方合作的成功范例。CDSN是在中國對(duì)外開放政策的指引下，在中國地震局高度重視下，在中國地震局國際合作司和監(jiān)測預(yù)報(bào)司的精心組織與管理下，通過中美雙方工程技術(shù)人員、科技管理人員，多年共同努力結(jié)出的碩果。

周公威

2015年10月