中国地震局地球物理研究所,北京 100081
我国地磁观测历史悠久,以地磁台站为例,早在1842年,俄国人在北京就设立了一所皇家观象台,观测气象和地磁(1870~1882年,D、H记录连续),1874年,法国人在上海徐家汇(今迁至佘山)、1884年英国人在香港、1898年德国人在青岛、1915年日本人在台湾等地先后设立地磁观测台。此后,20世纪30年代、40年代,我国学者曾在南京紫金山、桂林雁山、重庆北碚等地设地磁观测台。在这些台站中,只有佘山地磁台至今仍在正常运转,资料最为连续完整,其他各台站历史短暂,资料自然也不会连续完整。
1957~1959年国际地球物理年(IGY)期间在全球开展的多学科地球物理观测对我国地磁台网的建设与发展起到巨大的推动和促进作用。现就我所了解的地磁台的建设情况回忆如下,以作纪念。
中华人民共和国成立以后,以中国地磁学奠基人陈宗器为首的老一辈地磁学家,为研究中国广大地区地磁场的变化规律,着手规划中国地磁台网的建设。1955年国际科学联合会决定,于1957年7月1日~1958年12月31日为国际地球物理年(IGY)(后来又延长到1959年(IGC))。我国政府对此国际活动十分重视,并于1956年6月18日成立了IGY中国委员会。中国科学院地球物理研究所决定,除地震和宇宙线等观测项目参加IGY活动外,上海佘山、长春、北京、拉萨、广州、兰州、武汉等7个已有或正在准备建设的地磁台参加IGY观测活动。其时,佘山地磁台属于正常运转的老台站,长春和北京属于正在建设中的新台站,其他4个台站属于需从勘选台址开始的新建台站。就当时的财力、物力以至人力条件而论,在短短的一两年时间里要完成这么多的地磁台站建设任务,确实存在着相当大的困难。
现在的上海佘山地磁台的原址在徐家汇气象台内,始建于1874年,1907年因电车通过徐家汇影响地磁观测,于1908年迁至昆山县东南陆家浜,后又因修筑京沪铁路之故,于1933年迁至现在的上海松江区的佘山。佘山地磁台在我国地磁观测史上观测时间最长、资料最为连续完整,也是世界上为数不多的具有百年以上的古老地磁台站之一。在国际地球物理年的1957~1959年期间,在该台任职工作人员有:杨凤鸣、王美英、张继留、沈宗丕。
长春地磁台于1951年由中国科学院东北综合研究所周寿铭先生创建,刘传薪参与了台址勘测与台站建设工作。土建工程于1954年竣工,1954~1956年安装仪器进行试验性观测,1957年投入正式观测。1957~1959年国际地球物理年期间在台站的工作人员有:周寿铭、刘传薪、韩宗德、关海涛、周锦屏、邹作刚等,周寿铭为首任台长。1958年周寿铭和刘传薪奉命调北京回地球物理研究所工作,同年9月派周锦屏赴长春台接任主持台务。
北京白家疃地磁台是由中国地磁学科奠基人、当时的中国科学院地球物理研究所副所长陈宗器和老一辈地磁学家所创建。台址勘测、土木工程和仪器安装调试工作由胡岳仁负责。1952年7月开始勘选台址,破土兴建,1954年竣工。1955年安装仪器,试运行,1957年正式投入观测。当时陈宗器先生力促李善邦先生把地震台也建在白家疃。此后由单一的北京地磁台逐步发展成为包括地震、地电和宇宙线(后划为中国科学院空间物理研究所)等观测项目的地球物理观象台。在国际地球物理年期间,在台站工作的人员有:苏先樱(主持台务)、汤汉璋、孙枋友(主持台务)和张崇阳等。
广州地磁台是中国科学院地球物理研究所在我国南部最早建立的永久性地磁台,台址位于广州市东南10km处石榴岗。1954年上半年陈志强先生率章公亮、席秉智等人赴广州勘选台址。选址后,由席秉智留穗负责办理工程建设事宜。1954年破土兴建,1955年竣工。1955年7月陈志强、杜陵和林茂存三人赴广州安装地磁仪器,陈志强作短期指导后即返京。之后顾保成和王仕明等人赴广州安装57型地磁记录仪。1958年正式投入观测记录。在国际地球物理年期间,在该台工作的人员有:杜陵、詹贤鋆、林茂存、郑文济和顾保成等。杜陵为首任台长,1958年奉命回所,由顾保成接替主持地磁台务。
兰州地磁台是中国科学院地球物理研究所在我国西部地区建立的永久性地磁台,台址位于黄河以北盐场堡村刘家坪。1955年10月11日~11月17日地球物理研究所派陈志强先生率顾保成、周锦屏携带地磁仪器前往兰州勘选台址。1956年破土兴建,地球物理所派刘宜魁主持施工事宜,顾保成负责材料磁性检验,1957年工程竣工。1958年派王仕明、沈宗丕、张智杰一行赴兰州安装地磁仪器,并试行观测记录。1959年1月1日正式投入观测记录。国际地球物理年期间,在该台工作的人员有:王仕明、沈宗丕和张智杰等。由王仕明主持台务。
武汉地磁台是中国科学院地球物理研究所在我国中部地区建立的永久性地磁台,台址位于武汉市东南方向约30km处的武昌县豹子澥镇。1956年6月先由周炜和顾保成携带仪器在东湖磨盘山一带勘选台址,后因此地拟建大型钢铁企业而放弃。后又于当年11月派顾保成、薛小桢和任国泰等人再次前往武汉,与武汉大学物理系陈松伯合作重新选定台址。1957年春破土兴建,林茂存主持施工事宜,同年12月土建工程竣工。1958年派詹贤鋆前往武汉与陈松伯、林茂存合作安装调试仪器,试行观测记录,1959年正式投入观测。国际地球物理年期间,在该台工作的人员有:詹贤鋆、林茂存、扈传启等。
拉萨地磁台是中国科学院地球物理研究所在我国西部建立的永久性地磁台,它是世界上海拔最高的地磁台,台址位于拉萨市西郊“七一农场”附近。1956年7月地球物理所派周锦屏、席秉智赴西藏勘选地磁、地震台址,建立拉萨地球物理观象台。1956年秋破土兴建,1957年春,包括地震台在内的所有土建工程全部竣工。1957年元旦,地球物理所第二批进藏人员章公亮、陆开武、魏永佳、扎西(藏族)、阿蓉(藏族)等人携带地磁仪器到达拉萨,与先期到达拉萨的周锦屏一起着手安装调试地磁仪器,试行观测记录。同年春,第三批进藏人员柏自兴、杨业钰、萧日俊一行三人携带地震仪器到达拉萨安装调试仪器。1957年7月1日之前,做好了一切准备工作迎接IGY的到来。在高原缺氧、气候寒冷、交通不便、通讯不畅、物资匮乏等异常困难的情况下,在如此短的时间内该地磁台就能正式出观测记录,其速度之快、效率之高,在我国地磁台建台历史上堪称第一。国际地球物理年期间,在该台工作的人员有:章公亮、周锦屏、陆开武、魏永佳、扎西、阿蓉、刘成瑞、刘长发。章公亮为首任台长。1958年章公亮离拉萨回北京后,由刘成瑞主持台务。
乌鲁木齐地磁台是中国科学院地球物理研究所在我国西部地区规划拟建的一所永久性地磁台,台址位于乌鲁木齐市东南郊约10km处的水磨沟。当时因财力、物力、人力等因素的不足,该台未能在地球物理年期间建成,之后于1965年进行补建。1965年5月派周锦屏前往乌鲁木齐勘选台址,当年破土兴建。由周锦屏主持联系设计、施工单位、方案设计、施工验收等事宜,詹贤鋆参与现场建筑材料磁性检验工作;同年12月土建工程竣工。由于1966年邢台地震的发生和“文化大革命”等因素,该台直到1978年才正式投入观测记录。
以上这些台站均装备了当时最先进的地磁观测仪器和记录仪器,其中大部分为进口仪器,在此期间自己研制成功57型地磁记录仪,装备到各地磁台,投入使用。
以上这8个地磁台就是我国较早建立的地磁台,通称为“老八台”。从以上情况介绍可以看出IGY与我国地磁台网建设的意义:
(1) 在IGY期间新建成功6个永久性标准地磁台,充实完善了上海佘山地磁台,加上1965年补建的乌鲁木齐地磁台,组成了中国骨干地磁台网。为以后地磁台网的发展起到了示范作用,为中国地磁学科的研究与发展打下了基础、提供了大量的观测资料。
(2) 在IGY活动中,我国投入仪器设备29台套,直接投入地磁台观测的科技人员31名,为以后的地磁台的发展提供了丰富的经验,培养了技术骨干。
(3) 在IGY的推动下,我国地磁台配备了当时世界一流的地磁仪器设备。尤其是我国自行设计制造成功的57型地磁记录仪器,填补了自行研制地磁记录仪的空白。
(4) 在IGY期间(1957~1959年)正是太阳活动最为强烈的第19太阳周的峰年,地磁活动最为强烈。在此期间发生了Dst←100nT的大磁暴50个,我国的地磁台都完整地记录了这些强烈的地磁扰动。
(5) 老八台积累了十分丰富和宝贵的地磁资料,于1978年开始进行国际地磁资料交换,是世界资料中心的重要台站。同时与30多个国家、近50家单位进行资料交换,交换回近70种资料,并且为全球地磁学研究及国际地磁参考场模型建立提供了大量可靠资料。
(6) 1984年4月日本地球百年(1882~1983年)纪念事务委员会赠送我国百年老台佘山地磁台金质奖章和银质奖章,其他7个地磁台银质奖章,表彰我国地磁台在IGY等国际联合观测中做出的重要贡献。1956年首批进藏、参与筹建拉萨地球物理观象台并长期从事地磁台站工作的地球物理研究所周锦屏同志获IAGA 1984年“长期服务”奖。这从另一个侧面显示我国地磁台网对国际地磁台网、IAGA所做出的重要贡献,实为国家赢得的荣誉。
最后,值此IGY 50周年之际,我们深切怀念地磁台网建设的先驱、尊敬的师长陈宗器、陈志强、刘庆龄、周寿铭、胡岳仁、章公亮、杨凤鸣、陆开武。
致谢 本文写作过程中得到中国地震局地球物理研究所高玉芬研究员的积极协助与大力支持,特此感谢!