地球物理学“九五”重大重点项目的布局及思考

于晟　朱志文　陈晦鸣

1　“九五”重大重点项目的布局及思考
　　地球物理学是通过对地球的各种物理场(地震波、重力、磁、电、热等)的观测和研究来认识地球，是固体地球科学中吸纳高新技术能力最强的一个分支学科。空间物理学是把日球作为一个系统，研究太阳、太阳风同行星、慧星的上层大气、电离层、磁层、高能量粒子、其它星际物质间的相互作用。进入90年代以来，随着空间探测技术的发展和全球宽频带数字地震台网的建立等探测技术的进步，地球物理学和空间物理学步入了一个新的发展时期。这个发展时期的主要特点是：人们跨越时间界限，全方位的、定量的观察地球及其外围空间的各种过程，包括地球系统各层圈相互耦合和作用过程、动力学过程、非线性物理过程等。从而要求将地球物理学和空间物理学的研究层次提高到一个新的高度。
　　90年代初，我委组织了一批科学研究专家、情报研究专家、科技管理专家对自然科学学科发展战略进行了调研。1994年出版了《自然科学学科发展战略调研报告》的《地球物理学》分册和《大地测量学》分册，1996年出版了《空间物理学》分册，1995年出版了《国家自然科学基金“九五”优先资助领域》。那么，“九五”期间乃至今后若干年地球物理学科重点发展的领域是哪些呢?我们认为：①地球内部物理与动力学研究；②震源过程的层析成像和地震预测；③应用地球物理学研究；④实验地球物理；⑤环境地球物理；⑥动力大地测量；⑦日冕活动、磁层、电离层等各层次及日地关系等应该是鼓励的发展领域。而近期优先资助的领域有：①岩石层、软流层的精细结构，物质组成与相互耦合；②岩石层中的流体与介质的作用和物理力学过程；③核—幔起伏—大地水准面的变化和地幔对流与地球动力学；④二维与三维复杂介质中的地震波动和岩石介质的非线性及反演方法；⑤壳—幔深部界面和介质的性质；⑥板内构造与块体的边界场效应；⑦沉积盆地动态模拟与油储地球物理；⑧灾害预测、预防和地震孕育背景；⑨环境地球物理研究的切入点；⑩建立中国地球动力学基准网及大地测量参考系的方案及相关研究；确定我国地壳运动的理论和方法；精密GPS区域定轨及提高观测精度的理论和方法；中国海平面变化的监测及海洋大地测量；在我国主要地震活动带建立以GPS为主的地壳形变监测系统；行星际瞬变和太阳日冕的联系；太阳风起源及其全球过程和结构的研究；磁层边界层结构和动力学；磁尾动力学和磁层亚暴过程；电离层背景及不同尺度结构的形态特征的探测与理论研究；中层顶区基本光化学、动力过程的观测与研究；太阳活动对中高层大气的影响及其在日地关系中作用的研究；空间环境物理预报模式和方法的研究。
　　以这些调研报告和优先资助领域及学科重点发展领域为指导，结合科学家们的立项建议、国家发展的需要及立项条件的成熟情况等，经过评议和评审专家的反复论证，地球物理学科“九五”期间确立了2个重大项目和12个重点项目，并参与一项重大研究计划。这些重大和重点项目基本出自我们鼓励的重点发展方向，在选题、布局、学科发展结构上既充分考虑了近期的学科发展战略目标，又结合了我国目前的科技发展水平；既考虑到要争取在世界上占有一席之地，又充分考虑了我们的国力和科学家所能达到的水平以及我们的优势所在。应该说：在我国目前对科研的投入情况下，与“八五”相比地球物理和空间物理进行这样的布局应该是令人鼓舞和比较满意的，当然，这与“九五”之初我们的设想还是有一定距离的。这些差距主要在于：①电离层的区域特性研究。电离层在空间的层次上是离地球表面较近的，它对人类活动的影响相对更直接。我国由于受青藏高原隆起的强烈影响，电离层的活动有着很强的地区特性，深入研究其特点和规律无疑是有非常重要意义的。我们在武汉、北京、新乡都有很好的队伍和观测手段。②实验地球物理研究。这是地球物理的基础，我们有队伍、有设备、有条件，开展该领域的重点研究对地球物理整体的发展是非常有利的。③三江地区的动力学研究。三江地区既是一个极好的地球物理实验场，也是认识青藏高原的一个窗口，又是国际地学界关注的热点地区之一，非常有必要增加在该地区研究的投入。目前一个重点项目的规模和资助强度很难在地质情况十分复杂、工作条件异常恶劣的三江地区做综合地球物理工作。我们认为：做科学工作要有科学的态度，要实事求是；科学的管理也同样要有科学的态度，也要实事求是。应该摆脱某些管理方面的条条框框，以更好地解决科学问题为出发点，把推动科学进步落到实处。

2　近期的努力方向
　　在本世纪末“十五”期间，地球物理学将是地球科学非常活跃的一个分支学科，同时，学科本身也将进入迅猛发展阶段。为了适应和推动这种发展，我们要做的并且应该做好的工作不仅在于选好、支持好、完成好各类基金项目，积极支持我国科学家参与大的国际计划，推动国际合作研究和海峡两岸科学家间的合作与交流，同时也要尽力推动地球物理的两件大事：
　　(1) 观测仪器系统的现代化及科学高效的维护与管理。应该说，建国以来国家对地球物理的投入是巨大的，其中这种投入的相当大的部分是地球物理观测仪器系统。以中国科学院地球物理研究所为例：1993年到1997年的五年间科研总经费是4196.2万元，而用于购置、研制科研仪器设备的经费(10万元以下的仪器、设备不在统计之内)高达3367.4万元。经费投入之巨和占科研总经费的比重是显而易见的。但这样大的投入却仍然远远满足不了科研对仪器、设备的需求，在1998年为完成国家科委攀登计划课题任务进藏观测时，仍然要花十多万元去租仪器，我们的许多基金项目也同样面临这样的问题。目前，要引起我们足够重视的是：一方面我们要有计划地投入一定的资金使我们的观测手段现代化；另一方面我们应该加强目前现有仪器的集中维护、管理与使用，充分发挥现有仪器设备的效益。国外在这方面有许多成功的经验可供参考，我们愿为我国地球物理观测仪器系统的现代化及科学高效的维护与管理尽微薄之力。
　　(2) 地球物理数据的共享问题。这是一个非常重要的问题，目前国内许多单位和个人正在积极地推动此事，我们国家基金也应该作出应有的贡献。
　　推动好了这两件大事，地球物理的科研和教育事业将走上更加健康发展的道路，这样才无愧于地球物理界和这个时代对我们的期盼。