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陈运泰院士:通往飞速发展的现代地震科学前缘的桥梁

已有 4117 次阅读 2017-3-22 08:50 |系统分类:观点评述

万永革教授编著的《地震学导论》行将付梓,日前送我一份书稿,邀我作文以序之。我得以先睹该书为快。阅读过程中,信手写下了一些意见和修改建议。阅毕掩卷,仍觉意犹未尽。遂写下我的读后感,权当为“序”。


顾名思义,地震学是研究地震动及其相关现象的一门科学。作为固体地球物理学的一个重要分支,地震学不仅研究发生地震的源(“震源”)本身的发生、发展与活动规律,也研究利用天然地震或人工方法激发的地震波探测地球内部结构、组成与演化等问题;既研究利用地震波作为探测手段勘探地下油气等资源(“兴利”),也研究如何预测、预防和减轻地震及其相关灾害(“避害”)等问题。地震学是集强烈的社会需求(防震减灾、资源勘探、公共安全、保卫和平等)与探索大自然奥秘的兴趣于一身的一门应用物理学。


和地球科学中的许多学科一样,对地震及其相关现象的研究具有多学科相互渗透、交叉融合的性质。作为物理学与天文学、地质学、大地测量学、工程科学、岩石力学、复杂系统科学、信息技术等诸多自然科学与技术科学的边缘科学,地震学产生了诸如月震学、金星震学、行星震学、地外震学、日震学、地震构造学、地震地质学、零频地震学(大地测量学中称为“地震大地测量学”)、数字地震学、计算地震学、地震水文学、工程地震学(工程学中称为“地震工程学”)等新兴交叉学科。作为一门自然科学,地震学与诸如经济学、政治学、法学、管理科学甚至哲学等社会科学乃至心理学的相互渗透与交叉融合,产生了诸如社会地震学(社会学中称为“地震社会学”)、法律地震学等交叉学科。当前,地震学已从以研究地震震源本身以及地球内部结构为主的“传统的”、“经典的”地震学(seismology)演化为现代的地震科学(earthquake science)。与此同时,“传统的”、“经典的”地震学也因地震观测技术的进步、现代数字技术的引进、计算技术的快速发展与高性能计算机的广泛应用,在地球结构和震源破裂过程反演、地震波场模拟、地震参数测定等地震学传统领域的研究取得了革命性的进步。地震学在地球内部精细结构探测、地震危险性评估、工程地震设防、核爆炸地震监测等领域起着越来越重要的作用,在地球物理学乃至地球科学广阔领域中占有显著的地位。在大学本科和研究生院,地震学已经不再只是固体地球物理学专业学生的专业必修课程,而且还是固体地球专业学生选修课程的主要选项之一。

无论在国际上,还是在国内,迄今已有一些优秀的地震学教科书或专著问世。这些教科书或专著或者起点高、或者侧重各异、或者繁简不同,且多数卷秩浩大。对于我国目前固体地球物理学专业的学生或对地震学感兴趣的其他读者,仍需要有一本简明的教材,作为通往飞速发展的现代地震科学前缘的初阶或桥梁。

《地震学导论》一书便是为这样的目的编著的。万永革教授积多年讲授地震学课程的经验,注意地震学基础知识与学科前缘的结合、理论与实践的结合,编著了适合于目前我国地球物理专业学生和对地震学感兴趣的其他读者学习和参考的《地震学导论》一书。他在书中比较详尽地给出了地震学理论的基本概念的引进和推演过程,为读者提供了一个从地震发生到地震波传播与接收的、理解地震学理论基本概念的途径。他在书中详尽诠释了他所开发的、对地震学理论基本概念进行模拟的MAT LAB程序,把理论与仿真实验结合在一起,使读者得以在实践中逐步掌握地震学理论的基本概念,提高实际应用能力,达到学以致用的目的。他还总结和扩充了地震学的大量习题并在该书所附的光盘中给出了习题的详细解答,这些习题和解答对于教师检查学生或读者自检对地震学理论知识的正确理解并将其应用于地震观测实践大有裨益,是传统地震学教材的有益的补充。

考虑到《地震学导论》一书对读者对象需求的定位,该书的选题仍不失系统性和代表性。该书对地震学某些专门问题亦有深入的解读,是一本可读性甚强的地震学专业书籍。相信地球物理专业学生和对地震学感兴趣的众多读者都可从阅读《地震学导论》受益。

我热烈祝贺《地震学导论》的出版,祝愿该书能够成为有志于地震学研究的读者通往博大精深的现代地震科学殿堂的桥梁。

中国科学院院士

发展中国家科学院(TWAS)院士




本文摘编自万永革编著《地震学导论》(北京:科学出版社,2016.3)一书由陈运泰院士所作的序。

ISBN978-7-03-047926-6

责任编辑:张井飞 韩鹏


《地震学导论》第1章介绍了地震学研究概况。地震学以弹性力学为基础,第2章对弹性力学的基本概念做一简单回忆,第3章则根据弹性力学的基本概念和定律得到一维和三维介质中传播的地震波动方程,探讨方程中各参数与地震震相的关系、地震震相的性质。第4章根据第3章地震波动方程的描述,研究平层介质中的地震波在地球表面、地球内部平层界面的反射、透射系数,根据传播因子矩阵与反射透射系数矩阵计算从震源到台站传播效应的理论地震图的基本原理;第5章,地震面波与地球自由振荡,论述地震面波类型和特点、频散方程及其观测,作为驻波的地球自由振荡振型和观测;第6章首先根据地震波动方程得到地震波传播可以看作射线的条件,然后研究平层介质射线理论的地震波走时和震中距的计算;作为远距离观测地震波,第7章介绍球层介质中射线形状、地震波走时和震中距计算;作为第6、第7章的延续,第8章讲解如何采用地震波走时和震中距的计算理论求解地下速度结构和地震参数;第9章,地震波的能量、振幅衰减与震级;第10章,讲解地震震源理论初步知识。本书强调基本概念和基本数学推导,适合作为本科生、研究生学习地震学理论的教材,也可作为地震学相关工程技术人员的参考书。

                                    (本期责编:王芳)


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