全球变暖使环太平洋地震带集中爆发：科氏力作用下的旋转构造

                               杨学祥，杨冬红

                                （吉林大学）

图1 科里奥利力（简称科氏力）、信风和气旋（据网络）

科里奥利力

据网上资料，旋转体系中质点的直线运动科里奥利力是以牛顿力学为基础的。1835年，法国气象学家科里奥利提出，为了描述旋转体系的运动，需要在运动方程中引入一个假想的力，这就是科里奥利力。引入科里奥利力之后，人们可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程，大大简化了旋系的处理方式。由于人类生活的地球本身就是一个巨大的旋转体系，因而科里奥利力很快在流体运动领域取得了成功的应用。

信风的形成

地球表面不同纬度的地区接受阳光照射的量不同，从而影响大气的流动，在地球表面延纬度方向形成了一系列气压带，如所谓"极地高气压带"、"副极地低气压带"、"副热带高气压带"等。在这些气压带压力差的驱动下，空气会沿着经度方向发生移动，而这种沿经度方向的移动可以看作质点在旋转体系中的直线运动，会受到科里奥利力的影响发生偏转。由科里奥利力的计算公式不难看出，在北半球大气流动会向右偏转，南半球大气流动会向左偏转，在科里奥利力、大气压差和地表摩擦力的共同作用下，原本正南北向的大气流动变成东北-西南或东南-西北向的大气流动（见图1）。

热带气旋

热带气旋(北太平洋上出现的称为台风)的形成受到科里奥利力的影响。驱动热带气旋运动的原动力一个低气压中心与周围大气的压力差，周围大气中的空气在压力差的驱动下向低气压中心定向移动，这种移动受到科里奥利力的影响而发生偏转，从而形成旋转的气流，这种旋转在北半球沿着逆时针方向而在南半球沿着顺时针方向，由于旋转的作用，低气压中心得以长时间保持。

有关水槽之类的下水方向:例如马桶的下水方向确实受到科氏力的影响，但这种影响是微不足道的。马桶的下水方向更多地取决于马桶水槽的形状。其它类型的水槽亦如此。

冰川地壳均衡中的科里奥利力

我在1998年的论著中指出，受科里奥利力的影响，做垂直升降运动的板块将会形成旋转构造，这在冰期和间冰期转换时期陆壳和洋壳的反向升降运动中有显著的表现。

根据地质学的地壳均衡理论（单位均衡面上的物质柱体质量相等），大陆冰盖融化，负载减少，大陆地壳要均衡上升；海平面上升，负载增大，海洋地壳要均衡下降。斯堪的纳维亚半岛在1万年前有2000米厚的冰盖融化，已经均衡上升了500米，并将继续上升200米。同样，全球平均海平面上升了130米，洋壳均衡下降了43米（地壳与水的密度比大约为3：1）。所以，斯堪的纳维亚半岛并没有因为海平面上升而被淹没。

根据图1的第三幅图，斯堪的纳维亚半岛在1万年前有2000米厚的冰盖融化，已经均衡上升了500米，造成其底部的低压区，周围的软流层汇聚其底部，在科里奥利力作用下向左偏转，使上升的陆块发生左旋运动。与之相反，全球平均海平面上升了130米，洋壳均衡下降了43米，挤压其底部软流层流向周边地区，在科里奥利力的作用下形成右旋运动，带动地壳发生右旋。在冰期时期将发生反向运动。

按此推理，全球变暖导致的海平面上升，将导致印度洋地壳和太平洋地壳均衡下降，形成右旋运动，这是1890年以来印尼苏门答腊4次8.5级以上地震和环太平洋地震带14次8.5级以上地震发生的重要原因。

图2 全球板块构造：消亡界即地震带

目前8.5级以上强震已由2006年的2次增加到6次，郭增建的“深海巨震降温说”是PDO冷位相与低温冻害对应的物理原因。目前，环太平洋地震带仍处于2018年地震强烈活跃期（见表1）。

表1 1890-2012年全球8.5级以上地震（按时间排列）

https://en.wikipedia.org/wiki/Lists_of_earthquakes

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-970569.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-970946.html

气象学家忽略了地质学上的两项重要活动：地震和火山给人类带来的灾难。

事实上，由于全球变暖，导致冰川融化和海平面上升，改变了地表的物质分布，破坏了地表的地壳均衡，引发强烈的地震火山活动，给人类带来巨大的灾难。

我们在2011年撰文指出，强震与全球气候变化关系的地球物理解释是：全球冷暖变化导致的海平面升降，破坏了地壳的重力均衡，引起加载或卸载的海洋地壳均衡下沉或上升，并导致相应的水平运动。

历史记录表明，全球变暖——冰盖融化——海平面上升——海洋地壳均衡下沉——环太平洋地震火山带剧烈活动——海洋巨震导致气候变冷，构成全球变化的全过程。

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图3 中国地质图及旋转构造（据1：500万中国地质图修编，梁光河，2014）

学者梁光河在2014-9-9撰文指出，印度板块向北挤压作用于欧亚板块在中国及邻区形成了巨型的构造带。伴随着这种挤压，受阻于西伯利亚地台而形成逃逸构造（或挤出构造），这种逃逸主体向东西两个方向进行，较大型刚性地块和盆地会同时发生旋转，这种旋转在当前的地质图上可以清晰看到（图3）。它们分别是：(1)鄂尔多斯盆地；(2)四川盆地；(3)海南岛；(4)塔里木盆地；(5)台湾岛。其中前三个在左旋，后两个在右旋。

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升降运动差异导致旋转方向不同。

台湾海峡在漫长的地质时期里，经历了多次的沧桑变化。大约在7000万年前，台湾海峡还是华夏古陆边缘的海槽。到了距今4000万年时，受到喜马拉雅造山运动的影响，这里便从海槽上升变成陆地，台湾岛与大陆相连。那时，海峡地区是一片平原。从这以后，海峡地区有时候升起，有时被水分开。距今约l.5万年时，我国正处在大理冰期，冰川扩大，海平面下降，海峡又变成陆地，生长着茂盛的野草和森林，遍地是成群的牛、马和羊群，猛犸象也跑到这里寻食。这种光景过了约5000年，在距今l万年时，气候又变暖了，冰川融化，海平面再次上升，海峡又由“风吹草低见牛羊”的草原，变为鱼虾欢游的海洋。直到今天，还是波涛汹涌，台湾岛以沉降为主。科学家预言因海平面上升，台湾岛将加速下沉。

地质构造运动引起的海南构造隆起是海南岛中部不断抬升，逐渐形成了海南岛的地貌特征；山地位于中央，丘陵、台地、平原依次环绕四周。海南岛平均海拔120米。500米以上的山地占全岛的25%，100米以上的平原、台地占三分之二。海南岛以上升为主。

参考文献

1．  杨学祥. 地壳形变与海平面变化.  地壳形变与地震.  1994,  14(4):29-37.

2．  杨学祥. 地壳均衡与海平面变化. 地球科学进展. 1992, 7(5): 22-29.

3．  杨学祥。对全球海面变化均衡模式的改进。地质科学。1992，（4）：204-408

4．  杨学祥, 王瑞廷，陈殿友. 对地球质心偏移及板块驱动力的讨论。长春地质学院学报，1993，23（4）：470-475。

5．  杨学祥, 王莉.地球自转、极移与地壳形变. 地壳形变与地震. 1995, 15(2):74-82.  

6．  杨学祥, 陈殿友,孙春林. 均衡运动中的科里奥利力.  地壳形变与地震. 1995,15(3):38-43.  

7．  杨学祥, 陈殿友.地幔对流中的科里奥利力. 长春科技大学学报. 1996,(2):231-236.  

8．  杨学祥, 陈殿友. 地球差异旋转动力学, 长春：吉林大学出版社,1998

9．  杨冬红，杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。2008，23(6): 1813～1818