【每日一招】给大地震做精细的“医学”成像，(2)
【作者】:网站采编【关键词】:【摘要】:自20世纪80年代以来, 宽频带地震观测技术的发展，提高了震源和地球内部结构成像的分辨率，为探测大尺度、高分辨率三维震源截止结构提供了前所未有的
自20世纪80年代以来, 宽频带地震观测技术的发展，提高了震源和地球内部结构成像的分辨率，为探测大尺度、高分辨率三维震源截止结构提供了前所未有的技术基础。新的三维流动地震台阵探测技术, 不但可以探测地下数百千米深度范围内的地壳上地幔结构, 而且在地壳及上地幔顶部深度范围内已可以达到千米级的垂向和横向分辨率。在探测技术发展的同时，气象领域的大气模型和石油勘探领域油藏模型建立工作取得的历史性进展，也为地震学家建立地震模型提供了信心。 目前，中国超级计算机依然凭借自主创新跃居全球领先地位，为科学家分析处理观测数据提供了必要的技术保障。根据2020年11月发布的排名信息，我国自主研发的超级计算机“神威·太湖之光”和“天河二号”在全球超级计算机计算排名榜上分别排名第4位和第6位。自2017年11月以来，在全球超级计算机500强中，中国的超级计算机上榜数量联系全球第一。科学家目前正在利用大型计算机解释观测数据和建立地震“病灶”数值模型。一个地震震源的模型可能包含的物理知识的范围越大，越有可能正确表现实际的地震活动行为。要想建立一个中国大陆及临近区域地震活动的大地震地震模型，就要求在同一个数值模型中既考虑大尺度的板块会聚边界、现代造山运动，也考虑宽度在几十米至千米的活动断裂的错动性质。将不同尺度构造因素纳入同一个模型，至少要求模型的长宽尺度应该在103～104千米，单元尺度在10-2～102千米尺度。如果需要同时考虑板块边界会聚作用和地幔热物质的影响，深度范围102～103千米的三维数值模型是必要的。以该模型为基础，通过复杂的非线性本构关系和接近观测结果的边界条件来进行地球动力学问题的数值模拟实验，其计算量是非常巨大的。即使使用目前国际排名前列的大型计算机，还是难以将尽可能多的物理知识考虑到地震模型中。 随着航空航天技术和大规模数值计算技术的发展，气象学家用地面气象台站、气球、飞机和卫星获取大气演化信息，以物理学和力学的理论为基础，以数值计算理论超级计算机为平台，成功建立起大气演化过程模型，给予可靠的模型。现在数十个先进国家数值预报已经成为日常天气预报的手段。 在石油勘探领域，估计油田储量和设计生产方案，也需要给油藏做精细的三维成像，依靠地下的油藏图像设置钻井生产方案，实现油田高效勘探开发。目前，得益于高分辨率三维地震勘探的突破，和超深钻井直接检验油藏成像技术，高信噪比、高分辨率的地下油藏成像技术使得建立更可靠的油田模型成为现实。 其他领域的成像技术进展和对行业的技术支撑效果一直在鼓舞着地震学家。尽管存在诸多困难，但是面对地震活动对人类社会发展的严重威胁，科学家不可能等待所有的物理问题都解决之后再来开展孕震环境的成像技术攻关。因此，探索地震图像奥秘的研发工作一直在不断地进行。 在刚刚发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》民生改善型国家重大科技基础设施规划清单中，就明确提出了发展给孕震区做“体检”理论和技术探索的“中国地震科学实验场”项目，还有“加快构建数字技术辅助政府决策机制，提高基于高频大数据精准动态监测预测预警水平”的明确论述。在国家重点支持下，科学家将继续开展地震“红肿区”（孕震区）模型的建立工作，在开展“十四五”规划提出的多学科相互交叉“透视地球”等基础科学研究基础上, 依托全面实现信息化、数字化的发展，研发“地球深部探测装备”，建立“地球系统数值模拟器”，力争早日实现给地球内部的“红肿区”做精准的成像诊断。 编 ? ? ?辑：段春晓
责任编辑：王文萍
审 ? ? ?核：肖志华
文章来源：《医学信息》 网址: http://www.yxxxbjb.cn/zonghexinwen/2021/0517/1491.html
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