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气象-地震-经济超级灾害链及其预测方法

已有 2428 次阅读 2016-4-25 05:48 |个人分类:灾害预测|系统分类:论文交流|关键词:气象灾害 地震灾害 经济危机 超级灾害 预测    推荐到群组  

 气象-地震-经济超级灾害链及其预测方法

                          杨冬红¹，杨学祥²

（1 吉林大学古生物学与地层学研究中心, 长春  130026；2 吉林大学地球探测科学与技术学院, 长春  130026）

摘  要：规律表明，在拉马德雷冷位相时期，全球强震、低温、飓风伴随拉尼那、禽流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈，自然灾害周期与经济危机周期有高度的一致性。2004、2005、2007、2012年印尼4次8.5级以上地震发出了自然界对人类的警告：拉马德雷冷位相时期的灾害链已经启动，人们必须有所准备。2016-2020年气象灾害、地质灾害和经济灾害进入集中爆发时期，对京津冀地区发展有重大影响。

关键词：超级灾害链，拉马德雷冷位相，强震，低温，流感，经济危机

引言

我们在2007年中国首届灾害链学术研讨会论文集上指出，近期科学研究的一系列成果揭示了冷气候、台风、强潮汐、禽流感世界大流行和强震相互对应的规律和物理机制，对气候及其相关灾害的预测有重大科学意义。规律表明，在拉马德雷冷位相时期，全球强震、低温、飓风伴随拉尼那、禽流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈。印尼地震海啸发出了自然界对人类的警告：拉马德雷冷位相时期的灾害链已经启动，人们必须有所准备。8年的科研实践正在验证这一理论预测^[1]。

2016-2020年气象灾害、地质灾害和经济灾害进入集中爆发时期，对京津冀地区发展有重大影响，我们称之为气象-地震-经济超级灾害链。

1 特大地震集中爆发在拉马德雷冷位相时期前17年

根据百年来地震历史记录，8.5级以上地震集中发生在拉阿德雷冷位相时期，是地震活跃的主要标志，7级或8级地震为标准分辨不出地震的活跃度。

2006年我们给出了全球地震进入活跃期的地震分布证据，并预测拉马德雷冷位相为8.5级以上地震活跃期。PDO冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了PDO冷位相时期，2000-2030年是全球强震爆发时期和低温期^[2-4]。

表1  1890年以来特大地震活跃期和拉马德雷（PDO）冷位相对应关系

注: 特大地震为Ms 8.5级以上强震，括号内为国外数据，？表示预测

我们在2006年确定的地震活跃期判定标准正在被学术界接受，得到相关部门和专家的认同。2006年的预测已经得到证实，目前8.5级以上强震已由2006年的2次增加到6次。这一数据在2016-2018年还将继续增加。

1947-1976年拉马德雷冷位相前17年有7次8.5级以上强震集中爆发，我们推测：

2000-2030年拉马德雷冷位相前17年为8.5级以上强震集中爆发时期^[5]。

2  中国7级地震的统计特征

1947-1976年拉马德雷冷位相时期我国7级以上地震发生50次，平均每年1.73次，1977-1999年拉马德雷暖位相时期我国7级以上地震发生12次，平均每年0.55次。拉马德雷冷位相时期我国7级以上地震是拉马德雷暖位相的3倍以上。

从1947-1976年拉马德雷冷位相时期我国7级以上地震发生情况来看，前10年发生20次（包括两次8级以上地震），后10年发生20次，中间10年发生10次，前后10年的地震相对频发值得关注。更值得关注的是，除台湾外，前10年强震多发生在中西部，后10年东部地区也有强震发生，如1975年辽宁海城地震和1976年河北唐山地震。

邢台地震由两个大地震组成：1966年3月8日5时29分14秒，河北省邢台专区隆尧县（北纬37度21分，东经114度55分）发生震级为6.8级的大地震，震中烈度9度强；1966年3月22日16时19分46秒，河北省邢台专区宁晋县（北纬37度32分，东经115度03分）发生震级为7.2级的大地震，震中烈度10度。两次地震共死亡8064人，伤38000人，经济损失10亿元。这是一次久旱之后的大震。

1966年处于1947-1976年拉马德雷冷位相时期的中间十年，邢台地震是中国东部地震高发的前兆。2016年进入相同的地震周期。

3  2016-2020年将发生严重低温冻害

2016-2017年将发生拉尼娜事件，给全球带来严重的低温冻害。

目前，太阳正处在第24活动周的高峰年，其活动理应处于最活跃的时期。然而，太阳活动强度明显不及上一个活动周，甚至出现太阳表面连黑子都没有了这种罕见现象。这个太阳活动高峰年百年来最弱。有科学家指出，如果这种情况继续发展下去，太阳将沉入超长的最低活动期。目前科学界仍然在探讨太阳黑子周期是如何影响全球气温的。有人认为地球将进入所谓的小冰河期，有人称会在2020年之前，有人则称会更早。

我们的研究表明，太阳黑子具有11和22年周期，在太阳黑子循环和气候效应之间存在着关联。太阳黑子极小期的平均周期为11年，太阳黑子延长极小期的平均周期为200年。近20年的研究发现，潮汐极大期、地震火山活动频发期、太阳黑子超长极小期和全球低温有很好的对应关系。6次时间的一一对应表明其相关性和处于同一激发机制（见表2）^[4,6]。

表2 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

多因素叠加是小冰期发生的根本原因。导致15-17世纪小冰期和2020年“次小冰期”出现的原因有五：

其一、处于太阳黑子超长极小期

太阳将进入不寻常且时间较长的“超级安静模式”，大约从2020年开始，太阳黑子活动或许会消失几年甚至几十年。太阳黑子活动或许将进入“冬眠”，这种情况自17世纪以来从未出现。目前处于200年气候周期的变冷初期。

其二、处于全球强震频发时期

2002年郭增建提出“深海巨震降温说”：海洋及其周边地区的巨震产生海啸，可使海洋深处冷水迁到海面，使水面降温，冷水吸收较多的二氧化碳，从而使地球降温近20年。20世纪80年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关，同时这一时期也没有发生巨大的海震。巨震指赤道两侧各40°范围内的Ms 8.5级和大于Ms 8.5级的海震。郭增建等人指出，9级和9级以上地震与北半球和我国的气温有很好的相关性^[7]。

20世纪4场最强的特大地震在很短的时间内都发生在环太平洋地震带的沿海地区：1952年堪察加地震，1957年阿拉斯加阿留申群岛地震，1960年智利地震，1964年阿拉斯加威廉王子海峡地震，与50-70年代低温期相对应。

其三、处于全球火山活动频繁时期

现代火山活动有明显致冷的记录：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮1~3年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温[1]。最新发表的研究报告显示火山喷发导致了“小冰期”的到来。研究报告称，1275年到1300年之间，热带地区经历过四次大规模火山喷发，喷发出来的大量硫酸盐颗粒进入大气层上空反射了太阳辐射，使地球气温降低；1430年到1450年，也发生了一轮大规模火山喷发，与地震活动一样，火山喷发与气候冷暖变化导致的冰盖消长有关（见表2）。

其四、地球轨道周期

据任振球的研究，木星、土星、天王星和海王星使地球冬至时的公转半径发生相当稳定的准周期变化，与全球尤其北半球气温变化的间隔60年振动相一致。在20世纪初的低温期和60~70年代相对偏冷期，当时（1901和1960年）地球冬至时的公转半径分别延长了94(相当于日地距离的0.6%)和57万公里；在30-40年代和80年代后的暖期，地球冬至时的公转半径（1940和2000年）分别缩短了76和44万公里。2000-2020年地球冬至时的公转半径由极小值变为极大值，他推测2020年前后全球气候将进入相对冷期^[8]。

韩延本分析了美国宇航局公布的起自19世纪中期的全球及南北半球的温度异常变化资料，得到它们存在约60年的准周期性波动的初步结果。该周期是它们的中周期波动的主要周期分量之一，它对调制温度的总体变化趋势可起到重要作用。分析表明，该周期分量是时变的，周期长度在19世纪略超过60年，之后缓慢变短，到20世纪后期月在55年至60年间。所谓人类活动造成的温室效应的加剧似乎并未有打乱这一周其分量的存在^[9]。

其五、处于强潮汐活动时期

潮汐高低潮还有200年左右的明显周期变化。其中，1425年、1629年两次峰值对应小冰期时期，1770年的峰值对应18世纪的低温，1974年的峰值对应20世纪70年代的气候变冷。特别是潮汐54-56年周期（与太平洋十年涛动的50-70年周期对应），在全球气候变化中有非常明显的作用。

我们的结论：地球的气候变化不仅与太阳黑子活动相关，而且与潮汐强度、火山地震活动密切相关。2004-2012年全球已发生Ms 8.5级以上强震6次，与1998年以来变暖减缓相对应。地震火山活动的影响不容忽视。

潮汐变化还有约200年周期和50-70年周期，对应太阳黑子超长极小期200年周期和拉马德雷50-70年周期。目前处于2007年以来发生的太阳黑子极小期，对应超前的1974年潮汐高潮和20世纪50-70年代的低温期。根据以往记录，这个过程还将持续30年以上。这次变冷过程被20世纪80年代的全球迅速变暖所打断，1988-1999年拉马德雷暖位相是自然因素，温室效应包含人为因素。2000-2030年为拉马德雷冷位相，本周期内百年极寒有可能发生，但规模较小，变冷规模要小于道尔顿极小期（见表2）。我们称之为“次小冰期”。

此外，潮汐变化还有月亮赤纬角最大值变化18.6年周期，与气候变化18.6年周期对应^[10]。早在2008年和2014年我们就指出，1998年最热年记录与1995-1997年的月亮赤纬角最小值时期有关，此后16年气候变暖间断的原因之一是2005-2007年的最大值时期（见：杨冬红等，2008）^[11]，2014-2016年月亮赤纬角最小值时期变暖增强，2023-2025年月亮赤纬角最大值时期变冷到高潮。气候的长期趋势和短期变化都表明，气候变冷是对人类最大的威胁。

2014年和2015年最热年新纪录证实了理论预测的可靠性。

4 流感世界大流行集中在拉马德雷冷位相时期

我们早在2006年就发现拉尼娜/厄尔尼诺与流感世界大流行的对应关系。综合1890-2004年的数据，我们可以得到流感大流行的6大统计特征：处于拉马德雷冷位相时期及其边界；前一年或前两年为中等强度以上的拉尼娜年；20世纪50-70年代同时为中国强沙尘暴年；前后一年或当年为中国东北地区冷夏年（20世纪50-70年代同时为严重低温冷害年）；当年为中等强度以上的厄尔尼诺年；当年为太阳黑子谷年m或峰年M，m-1年，m+1年或M+1年。 1889-1890年、1900年、1918-1919年、1957-1958年、1968-1969年和1977年的禽流感爆发都满足这6大条件，同时，在1890年以来，满足这6大条件的只有以上6次爆发^[12]。1900年的流感爆发，因为偏离标准较远，因而也较弱（见表2）。

我们在2007年预测，2007-2008、2011、2015、2018-2019年是可能的厄尔尼诺年，2005-2007年、2013-2014年、2016-2017年是可能的拉尼娜年。加强这些年份的地震和禽流感的防范和监测非常重要。如果2007年是太阳黑子谷年m，2006-2007年预测为拉尼娜年，2008年则是m+1年，预测为厄尔尼诺年，在拉马德雷冷位相时期的厄尔尼诺年（2000-2030年内）和太阳黑子极值年易发生低温冷害。这样，2008年就具有较高的概率发生流感爆发。2006-2008年是否是强拉尼娜与强厄尔尼诺相互转换是禽流感是否爆发的关键。2007年的拉尼娜现象及其伴随的强沙尘暴，为2007-2008年的禽流感孕育和爆发增大了发生几率^[3-4]。

事实上，2000年进入拉马德雷冷位相，2007年发生了中等强度以上的拉尼娜事件和强沙尘暴，2008年为太阳黑子谷值（比原来预测晚一年）和中国严重低温冷害年，2009年发生厄尔尼诺和世界流感爆发（比原来预测晚一年），这表明世界流感爆发的6大统计特征具有可重复性。

表3 太平洋十年涛动（PDO）、低温、全球性流感、太阳黑子、厄尔尼诺、拉尼娜等对比

根据预测，2016-2017年将发生强拉尼娜事件和低温冻害，2018-2019年将发生强厄尔尼诺事件，2020年为太阳黑子谷年，2018-2020年具备发生流感大流行的基本条件。

5        2016年和2020年可能发生长江巨洪

  冯利华和陈立人在2001年指出，形成长江3次巨大洪水有4个遥相关因子：（1）太阳黑子活动的磁周期转变年前后（1913，1933，1954，1976，1996，2020年）；（2）厄尔尼诺事件，（3）青藏高原南部7级以上大震；（4）青藏高原大雪。

  1931、1954和1998年具备了三个以上条件，因此出现了20世纪长江的三次巨洪。1976年也是太阳黑子活动的磁周期转变年，尽管1976年是厄尔尼诺年，但在1976年青藏高原南部未发生大震，故长江1977年未出现巨洪。根据以上认识可以推断，在2020年（太阳黑子活动的下一个磁周期转变年）前后，如果3个因子的出现时间互相重叠，那么长江有可能发生21世纪第一次巨洪^[13，14]。

  2015年发生了厄尔尼诺，2015年4月25日尼泊尔发生了8.1级地震，但是，2015年不是太阳黑子活动的磁周期转变年，按照长江巨洪的3因子标准，2015年不会发生类似1998年的长江巨洪。

  用以上认识去验证19世纪的长江巨洪就不能完全符合历史事实。如19世纪排在第一位的长江巨洪出现在1870年，尽管1868-1869年发生了厄尔尼诺事件，并且1869年1月10日缅甸发生了7-8级以上的大震，但该年不是太阳黑子活动的磁周期转变年（谷年），而是太阳黑子活动的峰年。

  不过，如果把第一个因子的限定条件放宽为在太阳黑子活动的峰谷年前后（已有的研究表明，在太阳黑子活动的峰谷年前后，长江容易出现洪水），那么该年还是具备了长江发生巨洪的3个因子^[13，14]。这一判定标准可称之为长江巨洪新3因子。

  我们在2015年10月28日指出，2015年发生了强厄尔尼诺，2015年4月25日青藏高原南部的尼泊尔发生了8.1级以上大震，2015年10月26日阿富汗东北部发生7.8级强烈地震，2014年为太阳黑子活动的峰年，这完全符合长江巨洪新3因子的标准，2016年有可能发生类似1870年的长江巨洪。

6        自然灾害周期与经济危机周期的一致性

经济景气循环的波动或循环，根据其周期的长短，现在公认的有下面四种类型：1.基钦循环（KitchinCycle，短期循环）3至4年周期（与地球自转3-4年周期对应）；2.朱格拉循环（JuglarCycle，中期循环，主循环）10至11年周期（与太阳黑子和潮汐11年周期对应）；3.库茨涅兹循环（KuznetsCycle，长期循环）20至22年周期（与太阳黑子和潮汐22年周期对应）；4.康德拉切夫循环（KondratieffCycle，长期波动）50至60年周期和吉村循环55年周期（与太平洋十年涛动和潮汐50-70年周期对应）^[15]。

全球金融危机“七年之痒”显然是基钦循环（KitchinCycle，短期循环）3至4年周期（与地球自转3-4年周期对应）的公倍周期，两个周期为6-8年，形成一个约7年的整数周期。

2006年，Obridko等人根据太阳磁场的数据分析得到过一个约7年的周期^[16]。2010年，李爱云对黑子长、短周期进行了统计分析，发现长周期存在7.1年、14.2年、21.3年、28.4年、42.6年的系列，短周期的时变性比长周期的更明显。对黑子周期的外部触发机制做了讨论，发现黑子周期与行星周期之间有良好的对应关系^[17]。

拉马德雷（亦称为太平洋十年涛动，英文缩写为PDO）的“冷位相”为1890-1924年、1947-1976年，“暖位相”为1925-1946年、1977-1999年。第三次世界经济长波上升期出现在1890至1913年，第四次世界经济长波的上升期发生在1945至1973年，第五次世界经济长波应起始于20世纪90年代末，也就是说21世纪头20年是第五次世界经济长波的上升期。对比可知，世界经济长波的上升期对应拉马德雷的“冷位相”，世界经济长波的下降期对应拉马德雷的“暖位相”。由于1914年爆发了第一次世界大战，使第三次世界经济长波上升期提前结束。这一一对应的变化，明确反映了全球气候变化对世界经济的重要影响^[3，6]。

表4  PDO和世界经济长波的对应关系^[3，6]

自1890年以来，世界经济长波的上升期对应拉马德雷的“冷位相”，世界经济长波的下降期对应拉马德雷的“暖位相”，即变冷时期对应人类社会经济上升，变暖时期对应经济下降（见表4）。2020年第五次世界经济长波上升期结束，与当前的经融危机风险有很好的对应关系。

6  气象-地震-经济超级灾害链及其预测方法

最新资料表明，2004年12月26日印尼9.1级地震和海啸之后，全球大于等于8.5级的地震在拉马德雷冷位相的1947-1976年和2000-2013年分别发生了7次和6次，而在拉马德雷暖位相的1977-1999年没有发生；流感世界大流行在拉马德雷冷位相的1890-1924年、1947-1976年和2000-2013年分别发生了3次、3次和1次，而暖位相没有发生。

自然灾害是经济危机的晴雨表，经济危机是自然灾害在社会生活中的应激反应，它们有共同的发生规律，可以称为气象-地震-经济超级灾害链周期。根据这一周期，我们成功地预测了2009年世界甲型流感爆发，2004-2018年全球8.5级以上特大地震活跃期，2000-2030年的严重低温冻害，2014-2015年最热年新纪录。

本次的经济危机正在形成之中。

参考文献

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