新華社北京3月18日電（記者喻菲、楊春雪）在張衡發(fā)明地動(dòng)儀1800多年后，中國科學(xué)家正利用以他命名的衛星，從太空搜索地震發(fā)生前的異常電磁信號，試圖破解地震預測難題，減輕自然災害為人類(lèi)帶來(lái)的損傷。

  “盡管我們目前尚不能預測地震，但我們正朝著(zhù)這個(gè)方向努力，我相信再過(guò)10至20年，地震預測有望迎來(lái)突破?！敝袊茖W(xué)院國家空間科學(xué)中心研究員、國際宇航科學(xué)院院士、“張衡一號”衛星計劃首席科學(xué)家兼工程副總設計師申旭輝說(shuō)。

  2018年2月2日15時(shí)51分，中國在酒泉衛星發(fā)射中心用長(cháng)征二號丁運載火箭成功將電磁監測試驗衛星“張衡一號”發(fā)射升空，進(jìn)入預定軌道。新華社發(fā)（汪江波 攝）

  在近期的第35屆全國空間探測學(xué)術(shù)研討會(huì )上，申旭輝介紹了2018年發(fā)射的“張衡一號”在軌5年取得的進(jìn)展：獲得了全球地磁場(chǎng)數據、全球低頻電磁頻譜數據；建立了國際領(lǐng)先的全球參考地磁場(chǎng)模型和低頻電磁波跨圈層耦合傳播模型，并經(jīng)國際地磁與高空物理聯(lián)合會(huì )評估，成功入選新一代國際地磁參考場(chǎng)計算。

  地震預測一直是世界難題，主要原因是科學(xué)家窮其一生難以積累足夠多的破壞性地震案例來(lái)形成統計，并驗證預測方法和理論。此外，現有技術(shù)手段很難探知從震源到地表的情況。

  衛星監測突破了傳統地震科學(xué)研究的限制，電磁波可從地下到太空跨圈層傳播。統計表明，空間電磁擾動(dòng)與地震發(fā)生具有明顯相關(guān)性?？茖W(xué)家通過(guò)衛星可將觀(guān)測范圍拓寬至全球尺度。全球平均每年有18次7級以上地震。從震例觀(guān)測、收集的角度來(lái)講，“天上一年，等于地面二三十年”。衛星監測可讓科學(xué)家開(kāi)展大樣本統計研究，為檢驗各種方法和模型提供了基礎。

  “張衡一號”是中國地震立體觀(guān)測體系天基觀(guān)測平臺的首顆衛星。它能夠發(fā)揮空間對地觀(guān)測的大動(dòng)態(tài)、寬視角、全天候優(yōu)勢，通過(guò)獲取全球電磁場(chǎng)、電離層等離子體、高能粒子觀(guān)測數據，對中國及周邊區域開(kāi)展電離層動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監測和地震前兆跟蹤，彌補地面觀(guān)測的不足，開(kāi)辟探索地震監測預測新途徑。

  申旭輝介紹，“張衡一號”已觀(guān)測到全球約60次7級以上地震、近600次6級以上地震、數萬(wàn)次5級地震?！拔覀儼l(fā)現，高達80%的6級以上地震前半個(gè)月有明顯前兆信號，較多出現在震前一周左右。通常衛星探測到的前兆信號不會(huì )出現在震中的正上方，往往偏離震中幾百公里?！?

  申旭輝坦言，目前大量前兆信號都是在地震發(fā)生后在數據中回溯找出的，只有少量是提前發(fā)現的，這是因為數據處理非常復雜，在有限的人力和計算能力條件下無(wú)法對全球數據做到實(shí)時(shí)跟蹤。

  他說(shuō)，現在距離預報地震還有較大差距，無(wú)法實(shí)現時(shí)間、地點(diǎn)、強度三要素的精確預報，要想真正實(shí)現地震預報不能靠一顆衛星的單一手段，還要靠地震學(xué)、電磁學(xué)、大地測量學(xué)、地球化學(xué)等多學(xué)科多手段相結合。

  “但我對未來(lái)充滿(mǎn)希望，我認為地震預報最終能夠實(shí)現。再過(guò)10年，我們會(huì )積累海量觀(guān)測數據。隨著(zhù)機器學(xué)習、大數據、人工智能等信息科技的發(fā)展，計算能力越來(lái)越強大，能夠在地震發(fā)生前開(kāi)展實(shí)時(shí)數據處理。此外我們還需要地震學(xué)和物理學(xué)的交叉學(xué)科發(fā)展，對超高溫超高壓的地下震源環(huán)境開(kāi)展研究?！鄙晷褫x說(shuō)。

  除了地震監測，“張衡一號”也成為空間天氣活動(dòng)的精準記錄者，支撐形成空間天氣災害監測預警能力，為通信導航環(huán)境管理提供保障。例如2018年8月發(fā)生的地磁暴是“張衡一號”升空以來(lái)記錄到的最強磁暴。此外，火山、日食、海嘯、風(fēng)暴潮、南大西洋磁異?；顒?dòng)等也被“張衡一號”精準記錄，顯示出其在空間天氣災害、極端天氣災害和火山活動(dòng)監測預警方面的良好應用前景。

  申旭輝介紹，中國計劃發(fā)射“張衡一號02”衛星。這顆新衛星將實(shí)現24小時(shí)不間斷監測，并將觀(guān)測范圍擴展到地球南北極，增強了對地球系統變化的觀(guān)測能力?！?2星與01星聯(lián)合起來(lái)，可以實(shí)現為期11年的一個(gè)完整太陽(yáng)活動(dòng)周期的觀(guān)測?！?

  “張衡一號”是中國地球物理場(chǎng)探測衛星計劃的首發(fā)星。申旭輝指出，未來(lái)這一計劃將在持續關(guān)注地震等重特大自然災害監測預警技術(shù)探索基礎上，密切結合宜居地球、全球變化和可持續發(fā)展主題，推進(jìn)地球系統科學(xué)，尤其是地球關(guān)鍵圈層耦合過(guò)程及其災害、環(huán)境效應觀(guān)測研究。