全球首座三维“超级观测站” 在巧家建成

近日，全世界首座三维“超级观测站”——地球物理跨圈层扰动监测系统在巧家县建成，该系统与4年前在四川乐山建成的国内首座垂向扰动监测站联动，研究团队正式将“超级观测站”升级为“超级观测系统”，观测能力有了本质飞跃。

该系统在中国地震学会地震多圈层耦合专业委员会与四川省地球物理学会的联合支持指导下，由成都理工大学陈界宏教授领导的团队牵头，联合桂林理工大学、中山大学行星环境与宜居性研究实验室、中国地质大学(武汉)、西南交通大学、合肥工业大学、乐山师范学院、昭通市防震减灾局、巧家县防震减灾局等近20个单位参与完成。

据陈界宏介绍，2020年在乐山建成的国内首座垂向扰动监测站，首次实现人类基于单点垂向观测开展多通道、多物理参量的物理关联科学监测，被国际权威学者K. Oyama誉为“超级观测站”。巧家站的建成，将观测能力从乐山站的一维垂向信号，升级为“三维感知”。

巧家站在沿用乐山站14种核心设备的基础上，以“高频多普勒监测系统”为核心实现了三大技术突破：首次在100—300公里高空布设两个专属观测点，与3个外部基站协同解决高空水平扰动追踪难题；整合当地现有测高仪等设备，构建“原有+新增+周边”的设备集群，同步优化北斗同步卫星数据接收链路，这一“卫星+反射点+地基”的多维观测方法为我国首创；同步配套新建3个远距离GNSS观测站，可分析波动传播方向对电离层扰动的影响，为研究地震深层孕育关系提供支撑。目前，该系统已能实时采集地振动、地磁场、大气电场等20余项物理参量，与乐山站形成互补，构建起西南地区“双核心、立体化”监测网络。

巧家站的选址蕴含充分科学考量。该站地处青藏高原东缘与云贵高原过渡带，紧邻金沙江干流，距金沙江巧家段仅8公里，“断裂-河谷”复合地质环境使其成为研究“地震-地质灾害”链的天然试验场。其西侧的小江断裂带历史上多次发生强震，且金沙江流域区域内地壳抬升、河流下切导致岩层破碎，进一步凸显了该站的建站价值。

建设中，团队还攻克了多重技术难题：规划建设160米深的观测山洞，用于安置对环境敏感的测震仪等设备；针对洞内高湿环境，采用特殊防护技术防止仪器受潮；通过“北斗+无线信号转发”双模授时方案，解决了山洞内授时信号穿透难题，确保数据同步精度达到设计要求。

“在自然灾害发生前，若不同观测体系得出一致结果，经物理机制检验后，可有效提升灾害前兆识别能力，为当地政府预警、减轻群众生命财产损失提供支撑。”陈界宏表示，未来系统有望为地震发生时间、地点和震级预测提供实证依据，为我国地球物理机制研究构建“空—天—地”一体化观测新范式。

通讯员：彭文琳 文廷菊