功能

　　监测、捕捉来自地壳深处的强震信息。

　　发展动态

　　一、台网规模迅速扩大

　　发展强震观测台网需要巨额投资，经费不足制约了许多国家和地区强震观测的发展。但是，随着经济的不断发展，强地震造成的经济损失越来越严重。1994年1月美国北岭6.7级地震造成了300亿美元的经济损失，一年后的日本阪神地震造成的经济损失更高达1000亿美元。这使许多国家和地区的政府和研究机构清醒地认识到，作为减轻地震灾害的一项重要基础工作，必须进一步加强强震观测台网建设。因而，大幅度增加了强震观测的经费投入，提高台网的布设密度，扩大台网的覆盖面积。如日本在台湾集集大地震发生后，感到现有的台网密度仍需进一步提高，于是提出了再增加2000台数字强震仪的新计划。中国在“十五”期间也拟加大对强震观测台网建设的投资。

　　二、大震预警系统和应急控制系统迅速发展

　　将布设在震源区的密集强震台网获得的记录数据通过电话线或无线电传送到一定距离外的大城市或重要工程，就可以在大地震到达前数秒至数十秒内发出警报，及时采取应急措施，减轻生命财产损失。除了这种实时监测的大震预警系统外，还有一种准实时监测系统，一般通过拨号电话传送地震信息，可在地震发生后数分钟内快速确定地震震中和震级以及地震影响范围与大小等，以便有关部门采取应急行动。数字强震台网和观测技术的迅速发展为建立大震预警系统和地震应急控制系统提供了技术基础。许多国家和地区已设计和实施了建立这种系统的计划，并取得了一些初步成果。

　　1、日本：紧急地震检测和警报系统UrEDAS，已在铁路新干线上广泛应用。

　　2、墨西哥：地震警报系统SAS。1995年9月4日Guerrero地区发生7.3级地震，SAS系统在地震波到达墨西哥市前72秒钟发布了警报，大大减少了人员的伤亡和经济损失。

　　3、美国 ：Tri-Net台网，地震动参数网上速报。

　　4、台湾 ：地震动信息速报系统（76台数字强震仪）；为台北市提供地震预警服务的花莲实时强震观测系统。

　　5、核电站系统：世界上几乎所有的核电站都布设有强震观测与地震预警系统。

　　三、基于强震台网的震害快速评估系统

　　利用强震观测记录对建筑物和结构的震后安全状况进行快速评估，用以指导震后应急反应和修复计划，是强震观测的又一发展方向。目前，类似的系统主要有：

　　1、日本东京煤气公司：1994年运行的煤气管道系统震害破坏状态评估系统SIGNAL（331台谱烈度计）；1998年1月开始建立的高密度实时地震监测系统SUPREM（3600台新型谱烈度计）。

　　2、日本横滨市实时地震灾害评估系统 READY：主要包括1997年建成的密集强震监测子系统（包括150台数字强震仪和9个井下摆），1998年建成的实时地震灾害评估子系统，1999年建成的破坏信息收集子系统。

　　3、美国科学家开发的建筑物震后安全快速评估系统，它基于强震仪记录的建筑物地震反应和已有的专家知识。该系统在台湾许多建筑物上布设。

　　四、建立地震工程综合试验场

　　选择地震活动性高的合适场地，进行详细的场地地质勘探和测试，建造典型试验结构与模型，布设各种强震观测台阵，以求最大可能获得不同场地的地震动观测数据和结构地震反应观测数据，检验和改进现有的各种理论分析和抗震设计方法。这是推动和加快地震工程学进一步发展的最有效措施。

　　日本早在70年代就建立了小型的实验场。东京大学生产技术研究所在千叶实验室内建造了2栋结构模型，观测地震时模型的实际反应。90年代初，欧洲科学家在希腊Thessaloniki附近的沉积谷地建立了欧洲第一个以场地影响与结构地震反应观测为主的地震工程试验场EuroSeisTest（结构模型为两个有砖石填充和无砖石填充的五层简易楼房）。

　　国际现状

　　地震研究中使用地震仪，着重于认识地震现象的规律和地球内部的构造。从工程观点提出对地震运动的测量是在1923年日本关东大地震之后。日本著名地震学家末广恭二（Kyoji Suyehiro）首先设计了一个记录地震加速度时间过程的仪器方案；之后，美国在1932年研制了第一台定名为USCGS型的强震加速度仪，并于次年将第一批4台USCGS仪器安装于南加州地区。1933年3月10日在加州长滩地震中取得了世界上第一个地震加速度记录。之后，强震观测逐渐引起地震工程界与地震界的广泛重视，到目前，全球已布设了大约1万5千多个强震台。

　　美国 全国有5000多台强震仪，其中USGS所辖台网约1000台；加州 4000台以上。Tri-Net台网有实时监测台80台、拨号台100台，扩建目标是670台。1999年USGS提出的ANSS计划，拟在26个受地震影响较大的大城市内布设6000台强震仪（3000布设于自由地表、3000布设于结构，仅洛杉矶市就布设1300台）。

　　日本 全国已布设强震仪5000多台。其中日本气象厅的烈度速报台网有574个强震台、K-Net有线遥测强震台网有1000个数字强震仪台（台站间距约为25公里）、KiK-Net井下强震台网有522个井下强震台、日本消防厅FDA从1996年开始实施了一个在3225个社区各布设一个带有加速度摆烈度计的计划。在台湾集集大地震发生后，日本政府又提出了再增加2000台数字强震仪的新计划。

　　伊朗 1000台以上,墨西哥：430台（1995年）。

　　智利、冰岛、澳大利亚 等国家也有一定规模的强震观测台网。

　　中国台湾地区 共布设强震仪1500余台，都市区内台站间距约3公里米，为世界之最。

　　A. 台湾中央气象局地震测报中心,700 多个自由场强震台（其中 76 个台实时遥测）,56 个建筑物、桥梁台阵。

　　B. 台湾中央研究院地球科学研究所,SMART2 台阵（花莲，40个自由场点、4台井下）,LSST 土—结相互作用台阵（花莲， 37台强震仪，结构为核反应堆安全壳1/4模型）。

　　中国大陆 工力所是中国最早开展强震观测的单位，1962年在新丰江水库主坝上建立了中国第一个实验性强震观测站。1966年邢台地震和1976年唐山大地震后，强震观测台网有了较大的发展。到“九五”末期，全国固定强震台405个（其中自由地表188台、结构166台、烈度速报152台、其它3台）、流动强震仪 200余台。在“九五”期间设立的强震观测项目有： （1）9501项目：固定台70个，流动台30个, 其它10个。（2）首都圈防震减灾示范区：固定台120个，流动台20个。（3）专用台阵：唐山响嘡三维场地影响台阵（扩建）,中国地震局防灾大楼遥测结构台阵（57道） （4）国家强震数据中心（中国地震局工程力学研究所）。

　　存在问题

　　（1）台网规模太小，（2）观测设备陈旧、仪器性能落后，（3）台站场地资料不完整，（4）观测技术的研究开发投入严重不足。 在“十五”期间，中国地震局计划投入2000台数字强震仪来建设国家数字强震台网。

　　目的和意义

　　地震预报和防震减灾是科学家的目标，而开展这些研究的基础是对地震的观测，强震观测是地震观测的一个重要组成部分。

　　强震观测可为震后快速评估震害和抗震救灾服务。利用数字强震观测网的准实时性，在地震发生后可迅速给出各台站的强震观测结果，进而定量地给出监视地区的地震活动强度，为及时地和有效地组织抗震救灾，乃至建立大震应急系统提供科学依据。强震观测直接为抗震设防服务。强震记录是重大工程、构筑物抗震设防的依据。强震数据是确定地震动衰减规律、研究场地的土层反应、进行地震危险性分析和地震区划、震害预测的基础，设置于工程结构中的强震仪取得的强震记录数据可用于分析结构的抗震性能，为工程抗震加固和为同类新构筑物抗震设计提供科学依据。强震观测资料也可为地震学基础研究服务。如它可用于震源模式、震源参数、发展机理、地震波传播规律等等的研究，特别是近场强地面地震动和震源破裂过程细节的研究。

　　自20世纪60年代以来，地震工程学的发展促使强震观测有了大的飞跃，数字技术的引进又使强震观测进入了一个新时代。由于强震观测的重要意义，多地震发达国家加强了强震的观测和研究。迄今为止，全球强震仪已超过7500台。1994年1月，美国南加州北岭6.7级地震获得加速度记录230条。1995年1月日本阪神地震，165个观测点获得了276个主震加速度记录。我国强震观测起步较晚，再者投资有限，至今全国设置的强震仪数量不多，且多数是模拟记录，在数量和观测技术上远低于世界平均水平。上海数字强震观测网是中国最早建立的数字强震网，它的建立对上海的抗震救灾、抗震防震起着积极作用。目前国内很多发达地区或城市都开始注重强震观测网的建设。

　　简介

　　强震观测资料可作为城市大型建筑抗震设计的依据，为城市抗震设防提供可靠的数据支持。现实生活中，强震观测手段已被广泛运用，如在大桥及一些高层建筑物上安装强震观测仪，以获取记录数据用于分析结构的抗震性能，以便更准确地实施工程抗震加固及为同类新构筑物进行抗震设计。

　　早在十九世纪90年代，有位在东京帝国工程学院任教的地理学家，叫约翰•米尼。他和同事共同发明了第一台能够精确测量地震强度的测震仪，这种仪器能记录有关地震的数据。

　　但是仅仅过了几年，一场意外的火灾，不但烧毁了米尼的家和实验室。而且烧毁了米尼所收集十余年的地震数据，但是他并没有因此而气馁。在他返回了家乡———英国以后，米尼继续从事有关地震的研究工作。到十九世纪初，米尼已经有了一套完整的研究地震的方法。米尼在当时的大不列颠王国内的许多地方共设立了27个测量地震的测量仪器网。直到1913年米尼逝世，全世界已经建立了40个用来监测地震发生的观测站。