2016 云栖大会 | 阿里云如何“计算”地震?

2022-05-24

我们的祖先凝望星河闪耀,却花费万年时间才摸索出天体运行规律。

我们的前辈坐看潮涌潮平,却历经千秋万代才能航行到大洋彼岸。

而我们自己,在这片土地上繁衍至今,却仍旧对脚下的大地懵然无知。

从观察记录到规律预测,几乎是人类科学史的全部逻辑。但每次我们拼尽全力记下的数据,都只是抬高知识瀚海的涓涓细流。当我们提笔开始繁复演算的时候,期待的是阿基米德跳出浴缸、牛顿举起苹果的那一刻。

王伟涛博士正是这样计算的执笔人,他来自中国地震局。他想知道的,是我们脚下大地的每个细节。

【王伟涛】

浩如烟海的计算

我们经历的每一次地震,都在提醒自己预测和预警这种灾害的迫切性。但是,我们距离这个目标还很远。为更好的认识地震这一物理现象,需要极其的详细的地壳结构影像,而为了绘制这张地下地图,又需要详尽的数据计算。

目前为止人类打到地下最深的井是前苏联钻探的科拉超深井,约12.2公里,但是地震的震源深度往往在地下十几到几十公里,当前的科技根本无法在震源深度开展直接观测。

所以我们需要依靠分布在全国的数千个地震台来对地震波进行探测,震波在地下的传播特性,受到地质结构的影响,这也是地震波可以用来绘制地底图像的原理。这些地震台可以感知地震的“大震波”,也同样可以捕捉日常的“大地噪声”,例如海潮拍击大陆的震动。

王伟涛说。

【根据地震波进行地底成像的原理/图片由王伟涛博士提供】

王伟涛告诉雷锋网,像他这样的地球物理科学家几乎都是半个程序员。因为从地震波到地底成像,中间要经过超越一般人想象的大规模程序计算。他的计算模型是这样的:

每一次震动都会由近至远依次传递到各个地震台,所以理论上来说,每个地震台都会对同一次震动做出自己的记录,这些数据既有差异有又联系。利用这些数据,可以计算出一些“虚拟地震”。用每两个地震台之间进行数据互相关对比计算,就可以获取研究中国地下的总体结构所需要的宝贵数据。

【虚拟地震可以模拟出和真实地震一样的数据,所以可以用于本来没有发生地震的地区的地底成像】

每个地震波数据都有

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