中美CDSN合作項目回顧

中美CDSN合作項目回顧

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合作項目中方項目主任，現為中國地震局科學技術司（國際合作司）顧問專家組成員。

1975年開始，世界發達國家競相布設數字地震臺網。地震觀測質量的提高和計算機的廣泛應用，使地震學家以前所未有的效率獲取和分析海量信息，增進人類對地球內部結構和地震的認識。我國數字地震觀測技術開發始于20世紀70年代后期，為了加速我國地震觀測技術現代化進程，建立可用于多種科學研究的全國性高質量數字地震數據庫，1982年國家地震局做出通過中美地震科技合作建設中國數字地震臺網的決定。經有關部委同意，將該臺網建設列入中美地震科技合作項目。1983年5月，國家地震局高文學副局長和美國地質調查局（USGS）佩克（D.Peck）局長分別代表中方和美方簽署《中國數字地震臺網（CDSN）的原則協議》。協議規定：中美雙方對中國數字地震臺網（CDSN）共同投資、設計、研制和安裝。臺網產出資料，中方在基本連續和常規基礎上向美方提供臺網網日帶副本；作為交換條件，美方向中方提供全球數字臺網（GDSN）網日帶副本，供中方使用。雙方明確：該合作項目的中方技術負責單位是國家地震局地球物理研究所，負責人美方是美國地質調查局阿爾伯克基地震實驗室。曲克信和彼得森（Jon Peterson）分別為中方和美方的項目。1983年6月開始建設，歷經3年場地準備和技術實施工作，1986年8月，硬件、軟件系統試運行，1986年10月1日起，CDSN數據管理中心（DMC）以試驗方式向中國研究團體提供CDSN網日帶數據，1987年10月臺網通過國際地震專家組技術評審和驗收，轉入正式運行。

CDSN一期工程（1984—1987年）包括9個臺站，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數據管理中心（DMC）和臺網維修中心（NMC）。CDSN臺站記錄采用4個頻帶，即短周期SP、中周期BB、長周期LP、甚長周期VLP，數據采樣率分別為40 SPS、20 SPS、1 SPS、0.1 SPS，地震記錄動態范圍為120 dB。CDSN二期工程（1993—2001年）旨在執行CDSN的二期技術改造計劃，將CDSN改造成具備美國地震學聯合研究體（IRIS）部署的全球（數字）地震臺網（GSN）技術性能的新一代CDSN。其主要內容包括：增設西安臺和拉薩臺；用智能化的IRIS/GSN臺站設備更換CDSN臺站原有設備，產出具有國際地震數據交換標準格式（SEED）的大動態（140 dB）記錄數據，使改造后的新一代CDSN成為全球（數字）地震臺網（IRIS/GSN）的組成部分；將原來的寬頻帶數據信道（5—0.04 Hz）改造為甚寬帶數據信道（8.5—0.003 Hz），并由觸發改為連續記錄；安裝甚短周期地震計，監測地震波高頻分量達50 Hz；改造CDSN/DMC，用SUN計算機網絡及新軟件系統提高臺網數據處理、編輯及數據服務能力；實現CDSN臺站記錄數據對CDSN/DMC的實時傳輸，國際間地震數據的快速傳輸；使CDSN具有通過互聯網訪問IRIS/ DMC地震數據庫的能力；為CDSN臺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數字地震觀測系統完成升級換代，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項目獲得中國科技部的資助（2001CB711005-1）。中方在CDSN/DMC原有軟硬環境基礎上，自主開發“數字地震實時分析系統”。該系統主要包括：數字地震實時分析系統硬件平臺構建和CDSN實時分析系統軟環境中實時數據通訊與數據應用平臺構建。利用CDSN實時/準實時地震數據，實現對中國發生的中強地震震源參數的快速測定，并向中國地震局監測預報司發出《震源參數簡報》。2008年11月，該課題通過中國科技部基礎研究司驗收。數字地震觀測技術飛速發展，而CDSN數字地震觀測系統硬件日趨老化，軟件和數據通信系統性能有待提高，在此形勢下，CDSN三期技術改造工程于2013年完成。

CDSN作為中國國家數字地震臺網及IRIS/GSN臺網的組成部分，產出高質量地震數據，為地震監測預報、數字地震學研究及防震減災工作發揮著重要作用。美國前白宮科技政策辦公室主任Dr.John Gibbons來華與中國政府續簽中美科技合作協議書期間，對新聞界宣稱中美科技合作取得了很大成績，其中“電子對撞機”和“中國數字地震臺網”項目是雙方合作的成功范例。CDSN是在中國對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測預報司的精心組織與管理下，通過中美雙方工程技術人員、科技管理人員，多年共同努力結出的碩果。

周公威

2015年10月