欧洲地球物理研究基础设施未来建设规划框架＊

2013-06-23王立伟

地震科学进展 2013年12期

编者按：2013年10月，荷兰皇家气象研究所（KNMI）基于欧洲板块观测系统（EPOS）、加强美国和欧盟环境基础设施研究领域之间的合作（COOPEUS）、欧洲地震风险评估和减灾基础设施研究网（NERA）和欧洲地震学观测和研究设施（ORFEUS）项目的研讨会，发布了题为《欧洲地球科学路线图：下一代地球物理研究的基础设施》（A roadmap for earth science in Europe：the next generation of geophysical research infrastructures）的报告。本文对报告提出的欧洲地球物理研究基础设施未来建设规划框架进行了归纳，以期对我国的相关工作给予借鉴。

针对基于欧洲板块观测系统（EPOS）、加强美国和欧盟环境基础设施研究领域之间的合作（COOPEUS）、欧洲地震风险评估和减灾基础设施研究网（NERA）和欧洲地震学观测和研究设施（ORFEUS）等项目之间的合作，2013年8月26日至9月4日，在意大利西西里岛举行了研讨会，讨论了欧洲地球科学路线图中下一代地球物理研究基础设施的建设，并于10月发布了会议成果报告。会议的主要目标是：①概述欧洲和美国EPOS相关基础设施的发展；②讨论欧洲、美国地球科学家和IT专家对基础设施发展、模型和计划；③修改和完善项目间的协调和发展。该报告主要集中在EPOS主题和集成服务：包括地震学、信息和通信技术创新和相关举措，目标是制定欧洲固体地球科学的发展路线图。

1 EPOS项目进展和研究方法

EPOS正在制定一个综合性的科学计划，覆盖的主要研究领域是固体地球科学。EPOS关注重点为应用于地球过程的地震学、火山学、地质学、大地测量学和地磁学。EPOS协调和整合跨越不同专业团体内部计划的10个专题工作组（WG），如：地震观测和国家基础设施、火山观测、地质和表面动力学数据、全球导航卫星系统数据和其他大地测量数据、其他地球科学数据、卫星信息数据等。这些工作组的范围揭示了EPOS多学科的广度和在地球科学领域的潜在影响。

EPOS的核心结构可分为：①已经在国家层面上协调现有的多数国家研究基础设施（RIS）；②由现有的非政府组织和／或上述工作组跨国协调专题核心服务（TCS）；③执行和协调办公室（ECO）预期会成为EPOS关键的协调机构；④集成核心服务（ICS）为正在开发的技术发展规划提供多学科服务。

2 EPOS专题服务的现状和实施

2.1 地震观测研究基础设施

地震学专题服务计划草案是基于各种项目的现有基础设施成就和发展被提出和讨论的。

表1 EPOS中地震观测和国家基础设施专题核心服务概念设计

2.2 GNSS数据和其他大地测量数据

全球导航卫星系统数据（GNSS）为TCS设计制定了计划草案。GNSS现有的基础设施分散在不同国家的研究基础设施和国际数据中心。该草案首次全面概述由欧洲50个研究基础设施管理的超过2 000个GNSS站。美国由非营利的UNAVCO协调国际全球导航卫星系统的数据。欧盟和美国COOPEUS的合作框架也认为，欧洲实施了一套由UNAVCO建立的Web服务：无缝大地测量档案中心（GSAC）。目前在意大利、葡萄牙、希腊、冰岛、法国和比利时也正在实施。这将促进在联邦数据配置中心统一访问用户数据。

3 IT在TCS和ICS中的实施

EPOS地震观测和国家基础设施工作组的参与者都参与欧盟国家资助基础设施项目。TCS和ICS的重要目标是：①促进数据发现；②用户最大限度地减少数据的质量控制；③复验工作流程；④方便有效的大规模数据管理；⑤促进多学科的分析；⑥识别大量的数据源。

3.1 ICS实施策略

EPOS目标的一个巨大挑战是综合分析多学科固体地球数据。目前EPOS欧洲研究基础设施的集成问题需要与现有的和持续的全球发展相一致。EPOS的ICS体系结构模型提出了集合基础设施的优势是其长期效率。目前不足之处是，要求小社区参与基础建设和设置。美国EarthCube项目遵循不同用户驱动方法，其可能重要的作用是在实施基础设施的长期效率成本方面解决了广泛的专业团体参与和需求问题。

3.2 EPOS和EarthCube战略

现有的科学数据管理系统和数据档案都面临一个重大的挑战，实施通过所需的最低资源提供持续服务的新理念。美国NSF设立Earth Cube项目来满足这些目标。欧洲也有一些相关的方法，即ENVRI方法。EPOS项目倾向于“三元数据层”结构。虽然最初的设想是欧盟和美国之间的协调工作由欧共体和美国国家科学基金会（NSF）担任，而目前Earth Cube和欧洲的EPOS、COOPEUS、ENVRI ICORDI的进度时间表不是同步的。欧盟和美国正在遵循不同的策略可能会影响某些学科的全球协调和导致全球倡议的暂时重叠。