张衡一号如何在地震监测领域 “大杀四方”？

摘要：尽管前路崎岖，但中国地震学界始终坚信，随着科技的进步和研究的深入，地震的机理终会被清晰揭示，地震预测预报的实现并非遥不可及。当下，地震预报难以达成的关键在于对地震案例的资料收集严重不足，致使难以构建全面、科学且精准的认知体系。

我国地处板块交界地带，地震频发，自古以来便对地震研究予以高度重视。

东汉时期，伟大科学家张衡发明的侯凤地动仪，作为世界上第一架地动仪，照亮了中国地震科学研究的前路，成为具有开创性意义的里程碑。

然而，在随后的 1800 多年时光里，尽管人类不断探索，地震预测预报却始终未能取得显著成效，这引发了全球地震学界对地震可预测性的激烈讨论。

尽管前路崎岖，但中国地震学界始终坚信，随着科技的进步和研究的深入，地震的机理终会被清晰揭示，地震预测预报的实现并非遥不可及。当下，地震预报难以达成的关键在于对地震案例的资料收集严重不足，致使难以构建全面、科学且精准的认知体系。

在此背景下，张衡一号电磁监测实验卫星应运而生。

地球物理学家通过深入研究地震发生机理发现，在地震发生前夕，地球岩石的摩擦破裂会产生电磁波，并向大气传播；同时，地壳运动会切割磁力线，致使磁力线扭曲。

这意味着，强烈地震发生时，地球内部的电磁信息会出现异常。张衡一号正是基于这一原理，通过监测全球地球磁场数据的动态变化，探寻地震发生的规律，为地震预测预报、数据记录提供关键依据。

张衡一号采用通用小卫星平台，搭载了感应式磁力仪、高精度磁强计、电磁探测仪、GISS 隐形接收机、等离子体分析仪、高能粒子探测器、拉莫尔探针和三频信标发射机等 8 种先进载荷，其卫星设计指标和载荷配置均超越国外同类卫星，展现出我国在地震监测领域的强大科技实力。

与传统地震科学研究相比，张衡一号通过卫星监测电磁波异常来获取地震信息，具有诸多独特优势。传统地震预测面临重重困境，科学家穷尽一生往往也难以积累足够的地震案例用于统计分析，以验证所提出的预测理论和方法。而且，现有的地面地震监测台网技术手段有限，难以探测从震源到地表的实际情况。

而张衡一号卫星监测则突破了这些限制。

电磁波能够从地下穿越到太空，实现跨圈层传播。统计数据表明，空间电磁扰动与地震发生存在明显的相关性。借助卫星，科学家能够将观测范围拓展至全球尺度，开展大规模的样本统计研究，为检验各种地震预测方法和模型奠定坚实基础。

作为我国地震立体观测体系中天机观测平台的首颗卫星，张衡一号充分发挥空间对地观测的大动态、宽视角、全天候优势，获取全球电磁波、电离层等离子体、高能粒子值等观测数据，对中国及周边区域开展电离层动态实时监测和地震前兆跟踪，有效弥补了地面观测的不足，为地震预测预报开辟了全新途径。

自 2018 年在轨运行 5 年来，张衡一号成绩斐然。

它成功获取全球电磁场数据、全球低频电子屏幕数据，建立了国际领先的全球参考电磁场模型和低频电磁波跨全程耦合传播模型，并经国际地磁和高空物理联合会评估，入选新一代国际地震参考场计算。据报道，5 年间，张衡一号观测到全球约 60 次 7 级以上地震、近 600 次 6 级以上地震以及数万次 5 级地震，其中高达 80% 的 6 级以上地震在前半个月都呈现出明显的前兆信号，且大多出现在震前一周左右。

不过，科学家也发现，卫星探测到的前兆信号通常不会出现在震中正上方，而是往往偏离震中几百公里。

目前，科学家们正在深入研究监测数据与地震之间的内在联系，期望将其应用于未来的地震预测预报。

然而，张衡一号卫星首席科学家指出，目前大量的前兆信号是在地震发生后的数据回溯中发现的，仅有少量能提前察觉。这主要是由于数据处理极为复杂，在有限的人力和计算能力条件下，难以对全球数据进行实时跟踪。

他坦言，当前距离实现地震的精确预测，即准确预报时间、地点和强度这三要素，仍有较大差距。

但我们坚信，地震预报的实现并非无望。

要达成这一目标，不能仅仅依赖于张衡一号这一单一手段，而是需要地震学、电磁学、大地测量学、地球化学等多学科协同合作，多种手段相互配合。同时，随着机器学习、大数据、人工智能等信息技术的迅猛发展，计算能力将不断提升，加之地震学与物理学交叉学科的发展，对超高温、超高压的地下震源环境展开深入研究，地震预报有望在未来 10 - 20 年取得新的重大突破。

我国还计划发射张衡一号 02 卫星，它将实现 24 小时不间断监测，并将观测范围扩展至地球南北极，进一步增强对地球系统变化的观测能力。