研究方向

       开展地球物理观测新技术的研究,重点关注区域地壳三维精细结构密集台阵探测； 岩石圈三维结构地震探测，以及重要活动断裂的几何展布研究及地震活动特征监测； 参与国家地震烈度速报与预警工程建设； 开展地球物理数据服务工作，为认识区域的结构和构造特征、区域形变状态、地震活动性规律、地震风险性等提供重要的科学依据。

研究内容

1. 岩石圈三维结构地震探测围绕长三角地区、粤港澳大湾区等重要活动构造区域开展台间距为20-30千米的宽频带流动地震台阵观测，结合海陆联测数据、固定台站数据，利用多种先进的地震学成像方法，获取地壳、上地幔速度间断面、P波和S波三维速度结构、各项异性特征分布图像，揭示这些区域的深部孕震构造、地幔动力学背景。


2. 区域地壳三维精细结构密集台阵探测以宽频带地震台阵岩石圈结构探测为基础，利用面、线结合的短周期密集台阵覆盖地震带的典型部位，获取重要地震带地壳（尤其是中上地壳孕震层）的三维精细结构和主要断裂带空间分布特征，为深入揭示地震孕育过程提供重要观测证据。探索并发展国际先进的密集地震台阵成像方法，形成野外观测、数据采集、分析处理、成像建模为一体的综合探测技术体系。搭建的三维可视化系统，提供精细化信息查询、展示功能，以及数据共享服务平台。


3. 重要活动断裂的几何展布研究及地震活动特征监测开展区域重要活动断裂带地震活动监测，在重要活动断裂布设超密集短周期流动地震台阵，提取跨越断层的地震观测波形数据，通过深入研究断层围陷波特征、小地震波形、背景噪声成像反演活动断裂的断层面的精细结构，刻画断裂带的空间几何展布特征。在深入查清活动断裂的特征基础上，探索区域深大断裂的应力积累和地震孕育/触发过程。

研究方向

       地球上的大部分地震发生在海底，精准的海底地震观测对于理解地震发生机制、灾害防御和地球内部结构成像都至关重要。佘山站在海底地震观测领域将在如下的几个方向下开展工作： 海底地震探测设备的测试和研发； 海底被动源数据处理技术和方法； 基于海底地震数据的关键海底构造单元的结构反演和动力学分析。

研究内容

1. 新一代分体式被动源海底地震仪（OBS）的测试和研发一体式、单球海底地震仪是我国海底天然地震观测中广泛使用的仪器设备，然而国际上所有的被动源OBS都是采用分体式结构。与单球OBS相比，分体式OBS具有改善地震计与海底耦合、减小底流影响、使用真正的宽频带地震计、提高调平精度及回收系统稳定性等一系列优势。在这一研究内容中，拟突破制约被动源OBS数据质量和回收率的几项关键技术瓶颈，包括地震计调平锁紧装置、释放系统稳定性以及精准时钟系统，研制一种成本可控、与国际同行性能相当的分体式被动源OBS，从而进行有效的海底天然地震观测台阵实验。


2. 海底被动源数据信噪比提高技术与陆地地震数据相比，海底天然地震数据因为高噪音水平、地震仪水平方位的不确定、钟漂、地震计的倾斜以及海水层和沉积层的存在等原因导致其数据质量较差，多种常规的地震学手段，如接收函数和各向异性分析等应用海底地震数据都极富挑战性，因此，需要进行一系列的处理过程，提高其信噪比，才能应用于常规的地震学方法中。


3. 洋中脊、俯冲带和转换断层的地震波速度结构和动力过程分析海底构造单元，如洋中脊、俯冲带及转换断层，进行数个较大大规模、台阵式的海底地震仪观测试验。例如，在南海海盆布设OBS台阵来验证海南地幔热柱假说及其洋中脊的相互作用；在西南印度洋中脊布设OBS台阵探讨超慢速扩张洋脊的演化及海底资源潜力分析；在西太平洋俯冲带区域布设OBS台阵来探测海洋岩石圈的俯冲结构机理分析等等。

研究方向

       地磁场是地球历史见证者，是地球演化的代言人，对地球外部环境、全球气候和天气有关的大气过程都有着重大影响。此外，地磁场可以被用来研究核幔动力学过程，反演三维地幔电导率结构等工作。利用佘山站所积累的145年的地磁数据，结合来自各个海区的海洋磁学观测数据，佘山站将在磁学领域将进行如下几个方向的研究： 古地磁学定量刻画板块运动轨迹； 长序列海洋沉积物的定年； 应用磁异常条带研究洋壳的动力学过程，应用沉积物磁性研究矿产资源分布、物质输送、环境与气候演化等。

研究内容

1. 高精度海洋磁学实验平台及磁测方法自然样品可以记录古地磁场信息，为了从样品中获得信息，需要提供一个低噪音稳定的零磁空间。零磁空间的实现分为抵消补偿法和屏蔽法，也称为主动屏蔽和静态屏蔽。其中抵消补偿法利用线圈产生一个与外磁场相反的附加磁场，从而达到补偿的目的。该方法造价相对便宜，易于实现，但受外界环境干扰大。屏蔽方法主要是采用磁屏蔽材料构建零磁空间，成本昂贵。我们将开展这一平台建设有效性的试验性研究。此外，为了提高海洋磁测量的效率，我们还将开始实验无人机航磁测量。使得在将来的10年，水面和水下各宗搭载仪平台的发展，使得海洋磁测量从二维年代买入三维年代。以科学问题为导向，拟选择北太平洋和印度洋重点靶区，检验三维海洋磁测平台。同时，将数据用于前沿科学问题研究。


2. 海底磁异常和古海洋板块的运动与陆地地震数据相比，海底天然地震数据因为高噪音水平、地震仪水平方位的不确定、钟漂、地震计的倾斜以及海水层和沉积层的存在等原因导致其数据质量较差，多种常规的地震学手段，如接收函数和各向异性分析等应用海底地震数据都极富挑战性，因此，需要进行一系列的处理过程，提高其信噪比，才能应用于常规的地震学方法中。


3. 古地磁场演化研究地磁场随时间的变化提供了解地核动力变化的线索，但其形成假说与模型仍不完善，地磁场起源问题以及地磁倒转与地磁漂移事件发生机制是地球科学研究者所关注的热点问题。为了解地磁场倒转与地磁偏转事件过程、速度、年代与持续时间等问题，必须获得高分辨率连续的古地磁记录。在高精度古地磁研究方面，我们拟研究石笋获得百年-数十年尺度古地磁记录。洞穴石笋具有可提供高精度年代控制的优点，且在石笋生长过程可包覆磁性矿物颗粒，记录古地磁信息，因此是研究高分辨率地磁场变化特性的绝佳材料。通过石笋磁学研究可将火成岩、沉积物与考古样品古地磁记录串接在一起，并且可补足陆地的长时间连续古地磁记录，获得高解析度全球海陆空间长时间古地磁场变化。

研究方向

       从北向南,沿着我国的海岸线分布着渤海、黄海、东海和南海等多个边缘海。围绕着边缘海的地球物理观测是进行海底资源勘探开发、地震及海啸灾害机理以及边缘海形成和演化等研究的基础。 佘山站将在边缘海地球物理观测领域如下的几个方向开展研究工作： 边缘海的地震危险性分析； 边缘海的构造演化，以及边缘海的油气资源效应。

研究内容

1. 近海海底观测网地球物理节点作为一种全新的边缘海海底综合观测方式，我国相关高校和研究机构正在东海和南海进行海底观测网的建设。佘山野外站将积极参与其中的地球物理观测节点的设计、实施和测试，开展示范性的海底地球参数，如地震数据的实时数据采集和分析工作。


2. 边缘海潜在震源区的地震活动性分析上海及长三角的地震危险性的来源主要来自近海的潜在震源区，包括南黄海和冲绳海槽。在进行充分观测的基础上，将对这两个潜在震源区的地震活动性特征，及其对上海的地震危险性进行分析。


3. 边缘海的被动大陆边缘的张裂方式和岩浆活动特征在综合地球物理观测的基础上，结合南海的大洋钻探数据，开展南海被动大陆边缘的构造演化模式的分析，其中与此相关的关键科学问题，例如，海陆岩石圈转换带的特性，富岩浆型和贫岩浆型大陆边缘的控制因素；下地壳高速体是岩浆底侵的结果还是上地幔蛇纹石化的结果等等。

研究方向

1. 长三角地区城市地震灾害风险评估与管理研究


2. 软弱覆盖土层场地效应及其对高密度城市建筑群、生命线系统和重大基础设施的地震破坏影响机理与超大城市多灾风险研究


3. 城市抗震韧性评估、韧性提升技术与韧性城市建设规划策略等研究


4. 利用长三角地区舆情、人口大数据感知重特大灾害事件影响研究


5. 地震应急救援移动模型及应急通信系统关键技术研究


6. 恶劣环境下异构无人机及探测载荷自组网、无人机群协同调度指挥及任务动态规划研究

研究内容

1. 开展长三角地区城市地震灾害风险评估与管理理论体系研究，通过网格化分析、神经网络等方法科学建立评估模型；开展城市房屋设施抗震设防能力调查和抗震能力现状评估；开展长三角区域地震构造图编制和区域活断层研究。


2. 研究上海软弱沉积土层场地地震动传播特性和强地面运动影响场，构建上海超大城市地震背景；以区域城市建筑群为研究对象，开展建筑群多尺度模型构建与地震破坏模拟方法研究，建立建筑群多尺度地震易损性与韧性评估模型，实现高密度城市建筑群地震灾害情景构建和震害可视化，服务城市工程结构的抗震韧性提升；开展生命线系统和重大设施在复杂地震动环境下的破坏机理与多灾风险研究，提升超大城市抗震韧性与应对多元灾害风险的能力。


3. 开展长三角地区舆情、人口大数据感知重特大灾害事件影响研究。基于长三角地区手机大数据，研究大中城市人群迁移的时空特征以及人流趋势；研究人群变化对于地震应急基础数据库中人口数据的影响，进而研究震害快速评估系统中基于手机大数据的人员伤亡信息的计算模型；研究国内典型震例，获取地震对手机状态影响的因素，构建地震有感区、极感区与手机数据之间的关系模型；基于舆情大数据，研究全国多震省份、城市中震后舆情数据的获取、清洗和统计分析，研究通过舆情数据计算不同等级地震影响范围的模型和算法；研究震后舆情趋势并预估地震可能造成的灾害损失程度。


4. 开展地震应急救援移动模型及应急通信系统关键技术研究。基于有限的震情信息以及地震应急基础数据，研究震后应急救援人员的移动模型，以提高救援效率；开展恶劣环境下异构无人机及探测载荷自组网研究，开展北斗导航卫星在震后应急救援中的应用研究，构建“天地空”一体化震后应急通信系统；开展震后无人机群协同调度指挥及救援任务动态规划研究；开展大中城市5G通信在震后应急通信中的应用研究。

研究方向

       根据对地震活动的历史资料、地质构造分析,以及地震前兆异常现象,开展综合会商研究； 开展跨学科的研究-构造微生物学。地球微生物学是地球生物学的核心分支，主要研究微生物与环境之间的相互作用。虽然地球微生物学强调地球上的微生物与环境之间的相互作用，但没有明确微生物所参与的生物地球化学过程与地球构造活动的关联，尤其是与现代板块构造理论框架下构造活动的联系。“构造微生物学”的范畴为“研究在广泛的时空构造尺度上的微生物和构造过程与生物域之间的关系，涵盖了从大型板块构造域及其边界至微观构造特征的学科”。这个学科特别强调从大规模构造运动到小规模地震断层的营养和能量补给，旨在阐明微生物对地质活动的动态生态响应。 微生物种类繁多、数量巨大、其本身的生命周期有长又短短，所以它们对其所在的微环境的变化极其敏感。特别是微生物可以在极端环境下生长繁衍；微生物的不同群落结构和不同代谢过程可以定量反映不同的微生态环境。 地质构造活动会造成局部区域环境的差异；通过沉积物/岩石和水体中所有微生物的DNA宏基因组和宏转录组测序、脂类生标和脂质组学分析等手段，可以全面了解该局部区域微生物和微环境的关系以及其历史演化和现代过程，重构构造活动的细节变化。

研究内容

1. 加强地球物理场监测能力从历史地震的发生情况来看，上海所面临的地震威胁主要来自于周边地区，这些地区主要是长江口海域，南黄海海域和郯庐断裂带南侧区域。因此加强对这些区域附近的地震前兆监测是未来上海地震预测工作发展的主要内容。经过发展使上海及其周边地区逐步形成具有点、片、面的地球物理场监测能力，为地学综合观测研究提供有力支持。


2. 加强产学研合作提升观测仪器性能目前上海地球物理场观测所用设备主要部件是在九五期间研制的，十五期间增加了网络化改造，仪器的观测性能和稳定性均有待提高。除个别观测为1Hz采样以外，所用仪器均为分钟值采样，采样率和观测频带之间的差异不能很好地满足在地球物理场观测中不同观测频段的采样需求。另外，由于城市化的发展观测仪器的抗干扰能力也急需提高。通过与地方高校、企业和科研院所的合作，开发符合目前观测需要的监测设备。


3. 发展地球物理场流动观测能力考虑到台站的建设成本和台站分布的有限性，在提升基础台站监测能力的同时还需加强对地球物理场流动监测能力。地球物理场流动监测可以有效地对信号的属性进行判断。流动观测设备由于受观测场地限制较小，可以用于对上海周边邻近地区的信号观测，弥补邻近地区监测能力不足的缺陷。


4. 开展地球物理、化学和微生物学交叉学科研究开展构造微生物学观测方法的研究；构造微生物学观测结果分析方法的研究；微生物群落结构和活动断层的定量分析研究；断层活动带微生物能量来源研究；微生物代谢过程和活动断层的定量分析研究；微生物DNA宏基因组/宏转录组、生物标记化合物和脂质组、同位素分馏特征、和水气参数等大数据框架下的全局分析和重构活动断层研究。这些研究内容将具体回答微生物如何对不同空间和时间尺度的构造活动的环境变化作出响应，并确定这些微生物的分布模式。进一步研究将确定微生物与构造过程联系起来的具体物理、化学和生物机制。

研究方向

       地震科普中心致力于打造以地震观测业务为基础、以地震科研成果为先导的科普宣传平台， 将地球物理基础知识、防震减灾知识技能等科学知识，以丰富多样的形式普及给社会公众， 提升公众对地震工作和地震工作者的社会认同感，提高公众的防震减灾意识和能力， 帮助大家树立科学正确的灾害观，建立良性互动的地震科学教育平台。

研究内容

1. 准确把握新时代防震减灾科普工作新要求新任务，与时俱进，加强防灾减灾相关部门及高校等科研单位间的科普工作交流，共享共建科普资源。


2. 推进科普品牌建设，提升科普服务效果。结合地震台站监测工作和野外研究站科研工作特色，开发科普研学精品课程，举办中小学生科学探索活动，以课程为基石，以活动为载体，建立体系化的防震减灾科普研学品牌。


3. 开发科普场馆互动展项和流动展项，打造科普讲师团，为市民提供多元化科普公益服务，更生动形象地展示地震工作，为市民尤其是中小学生提供更加优质的科学教育资源，将研究站打造成为地球物理科学教育的重要平台。


4. 与政府部门、中小学校、特色企业等进行全方位合作，提升研究站科普辐射力，充分发挥科普馆作为教育部全国中小学生研学实践教育基地、松江区未成年人社会实践教育基地的作用，让更多人了解防震减灾知识，认识地震监测工作，传播防震减灾文化。


5. 细分科普受众，创作适合不同年龄段人群的科普作品，以科普动画片、科普绘本、科普剧为重点创作方向，将深奥的地震知识以公众喜闻乐见的科普形式展示出来，以适应手机媒体、公交媒体、楼宇媒体等不同形式的传播渠道，提升科普实效和科普影响力。