地震观测仪器的历史和发展趋势(二)
地震觀測儀器發(fā)展簡史
我國是一個多地震國家,地震觀測研究的歷史悠久。公元132年,東漢時期張衡發(fā)明的地動儀是世界上第一臺用于探測地震動的地震觀測儀器 ,比歐洲類似的發(fā)明早 1700 年以上。
1、 概述
地震觀測儀器最早使用記錄可以追溯到東漢,至今已有近兩千年。縱觀人類歷史,技術(shù)革命推動著世界上技術(shù)產(chǎn)物的更迭。地震災(zāi)害事關(guān)人類生存危亡,在一輪輪的浪潮中與新技術(shù)交融匯合,派生出眾多的子系。有理由相信,在未來很長一段時間內(nèi),地震觀測儀器仍將保持這種歷久彌新的勢頭,長久地伴隨著人類存在。故而在技術(shù)浪潮再次涌起的今天,回顧其發(fā)展歷史是尤其有意義的一件事。
我國是一個多地震國家,地震觀測研究的歷史悠久。公元132年,東漢時期張衡發(fā)明的地動儀是世界上第一臺用于探測地震動的地震觀測儀器 ,比歐洲類似的發(fā)明早 1700 年以上。
2、 近現(xiàn)代發(fā)展
現(xiàn)代地震觀測儀器首先是西方人發(fā)明的。直到1930年,在翁文灝主導(dǎo)下,中央地質(zhì)調(diào)查所在北京鷲峰建立地震觀象臺,使用外國地震觀測儀器, 由李善邦負(fù)責(zé)籌建和技術(shù)管理。1931年,在竺可楨主導(dǎo)下,中央研究院氣象研究所在南京北極閣建立地震監(jiān)測臺站,使用外國地震觀測儀器,由金詠深負(fù)責(zé)籌建和技術(shù)管理。這兩個地震監(jiān)測臺站于1937年日軍侵華后中止記錄。1943年,于4年前遷往重慶北碚的李善邦自行研究設(shè)計(jì)制成“霓式”地震儀, 建立北碚地震監(jiān)測臺站,該臺于 1946 年遷往南京。1948年,中央地質(zhì)調(diào)查所恢復(fù)南京“水晶臺”地震監(jiān)測臺站,由李善邦、謝毓壽負(fù)責(zé)管理。
20世紀(jì)30年代,我國地震學(xué)家李善邦建起了中國人自己管理的第一個地震監(jiān)測臺站—北京西山鷲峰地震監(jiān)測臺站,開展地震觀測。
直到新中國成立之前,全國只有寥寥幾個地震監(jiān)測臺站,從事地震工作的科技人員也只有寥寥數(shù)個。可以說,舊中國留下的幾乎是零基礎(chǔ)的地震觀測工作。
3、 中國地震觀測儀器發(fā)展概況
新中國成立后,根據(jù)我國嚴(yán)峻的震情監(jiān)視工作現(xiàn)狀,也為了適應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,我國開始了全國測震觀測臺網(wǎng)的建設(shè)。經(jīng)過七十年的不懈努力,我國地震觀測技術(shù)實(shí)現(xiàn)了綜合化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化,達(dá)到世界先進(jìn)水平。
監(jiān)測地震觀測儀器研制從無到有,從借鑒到自制,以機(jī)械煙熏記錄為主的地震觀測臺網(wǎng)建設(shè)和地震預(yù)報(bào)預(yù)防的試驗(yàn)研究時期。
新中國成立初期,地震觀測臺網(wǎng)的建設(shè)是這一時期的一項(xiàng)重要工作。當(dāng)時,臺網(wǎng)主要布設(shè)在國家重大工程建設(shè)地區(qū)。
1951年,李善邦先生在I式水平向地震儀基礎(chǔ)上,經(jīng)過改進(jìn),研制成大、小51式地震儀。熏煙記錄,曾在1954-1958年間使用。
1955年以后的十余年時間里,由許紹灝和張奕麟研制了電子管式放大器和熏煙筆記錄器與維開克地震計(jì)配合,組成581型地震儀。此后研制成功晶體管式電子放大器。
1966年河北邢臺地震后,在周總理主導(dǎo)下,國家科委組織中國科學(xué)院、石油部、地質(zhì)部、國家測繪總局等單位以及一些高等院校進(jìn)行現(xiàn)場觀測,開展地震預(yù)測研究。1969年渤海地震后,在周總理主導(dǎo)下, 成立了中央地震工作小組。1971 年成立了國家地震局(1998年改為中國地震局)。
1966年,邢臺地震后,周恩來總理三次親臨地震現(xiàn)場視察慰問,并就地震預(yù)報(bào)工作做了一系列重要指示,從此我國地震觀測技術(shù)進(jìn)入了快速發(fā)展的階段。
1963年,成功研制了63A和63B 型地震計(jì)和67型放大器等。這些地震計(jì)、放大器和一臺大滾筒記錄器組成了473、573等短周期地震儀,廣泛用于我國的區(qū)域和流動地震監(jiān)測臺站上。
上世紀(jì)60年代末,為了在城市等高噪聲地區(qū)開展地震觀測,開始發(fā)展井下地震觀測,研制了JD-2型井下地震儀、分別布設(shè)在全國數(shù)十個深井內(nèi)。
上世紀(jì)70年代研制的DD-1型短周期地震儀,適用于綜合臺、基本臺、區(qū)域臺觀測記錄微弱的近震和區(qū)域性地震。
上世紀(jì)70年代研制的DK-1型中長周期地震儀,適于固定臺站和基準(zhǔn)臺使用。用于遠(yuǎn)震和中強(qiáng)地震記錄。
此期間研制的763長周期地震儀,解決了豎直向地震計(jì)的微氣壓變化的浮力效應(yīng),提高了地震觀測儀器觀測靈敏度,是我國基準(zhǔn)臺常規(guī)地震監(jiān)測設(shè)備,用來記錄遠(yuǎn)震激發(fā)的長周期地震波。
1975年海城地震后,啟動了768工程,引入了一系列新技術(shù),研制了一系列用于遙測的觀測設(shè)備,適用于臺網(wǎng)的記錄設(shè)備,包括768型6路自動換紙墨水記錄器,使我國的地震遙測臺網(wǎng)發(fā)展到新的水平。
768中強(qiáng)震地震計(jì),為用于電信傳輸?shù)卣鸨O(jiān)測臺站網(wǎng)而專門研究設(shè)計(jì)。可把數(shù)字量經(jīng)由PTY-8地震遙測設(shè)備及電話線傳輸?shù)接涗浄治鎏幚碇行摹?br /> 我國數(shù)字地震觀測技術(shù)的開發(fā)最早開始于上世紀(jì)70年代后期,快速發(fā)展則始自“八五”期間的國家科技攻關(guān)項(xiàng)目—“地震和前兆數(shù)字化觀測實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制”的實(shí)施。1983年中美雙方達(dá)成原則協(xié)議,由美方提供設(shè)備和技術(shù),共同建設(shè)“中國數(shù)字化地震監(jiān)測臺站網(wǎng)(CDSN)”,也對我國地震觀測技術(shù)的發(fā)展起到了很大的推動作用。
STS-2 甚寬帶地震計(jì),使用三只結(jié)構(gòu)完全相同,傾斜45°懸掛的機(jī)械擺在底座上按正三角形幾何分布安裝,可使各分向地震觀測儀器參數(shù)的一致性得以提高。
BKD-2A寬頻帶地震計(jì),通過精確的計(jì)算電路完成三個傳感器的坐標(biāo)投影變換,輸出傳統(tǒng)的東西、南北和垂直三個分量,構(gòu)成全新的大動態(tài)、寬頻帶、便攜式地震計(jì)。
DR-24數(shù)據(jù)采集器具有信號放大、濾波、數(shù)據(jù)采集、編碼以及通信等方面功能,可本地存儲數(shù)據(jù),也可與智能控制板(ICP)聯(lián)合使用構(gòu)成24位遙測地震數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)。
上世紀(jì)七、八十年代的快速發(fā)展之后,涌現(xiàn)出大批的地震前兆觀測地震觀測儀器,經(jīng)過評估、篩選,十幾種具有高精度或高靈敏度、高穩(wěn)定度、抗干擾性能強(qiáng),并采用數(shù)字化、自動化、智能化技術(shù)裝備的地形變、電磁、流體學(xué)科的先進(jìn)地震觀測儀器,在地震觀測系統(tǒng)中逐步推廣使用。
ZX-79型弦頻式鉆孔應(yīng)變儀,于1979年10月正式投入觀測。傳感器埋設(shè)深度16.68米。能記錄應(yīng)變固體潮汐和某些地震前兆信息。
MSQ型目視水管傾斜儀,用來測定斷層兩側(cè)的垂直位移,也可用來測量某地塊(或平臺)的傾斜變形。1970年研制成功,應(yīng)用在全國約 40 個地震監(jiān)測臺站站。
總結(jié)
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