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气象学家的认识误区:暖-震链、震-冷链、物极必反和自然调节
杨学祥,杨冬红(吉林大学)
关键提示:
最近的研究表明,气象学家在强调全球变暖的危害时,忽略了全球变暖对地震活动的影响,与历史上的认识误区密切相关。事实上,全球变暖将导致冰盖融化和海平面上升,改变目前的地壳均衡,形成卸载的冰融陆壳上升和加载的海洋地壳下降,由此引发强烈地震火山活动,海洋及其边缘的巨震导致海底冷水上翻,导致暖-震链变为震-冷链,构成对人类的生存构成巨大的威胁,是物极必反和自然调节产生的主要原因。
1303-2008年中国8级以上地震分布特征
表1给出了1303-2008年中国8级以上地震分布。地震数据统计表明,在小冰期期间的530年中中国8级以上强震共发生7次,平均76年发生一次;主要集中在蒙德极小期,135年发生4次,平均36年一次。小冰期结束的106年中,中国发生8级以上地震11次,平均10年一次,远高于小冰期时期。全球变暖带来的中国8级以上地震高发值得关注。
表1中国M≥8.0地震、气候变化和太阳黑子变化对比
Table 1 Sunspot(Bad Climatic Condition) and earthquakes (M≥8.0) in China
序号 发震时间 地名(部分为古地名) 震级 气候特征 太阳黑子延长极小期
01 1303-09-17 山西 赵城、洪洞 8 小冰期 沃尔夫
02 1556-01-23 陕西 华县 8 小冰期 史玻勒
03 1604-12-19 福建 泉州海外 8 小冰期 蒙德
04 1668-07-25 山东 郯城、莒县 8.5 小冰期 蒙德
05 1679-09-02 河北 三河、平谷 8 小冰期 蒙德
06 1739-01-03 宁夏 银川、平罗 8 小冰期 蒙德
07 1833-09-06 云南 嵩明 8 小冰期 道尔顿
08 1902-08-22 新疆 阿图什 8.25 拉马德雷冷位相
09 1906-12-23 新疆 玛纳斯 8 拉马德雷冷位相
10 1920-06-05 台湾 花莲海外 8 拉马德雷冷位相
11 1920-12-16 宁夏 海原 8.5 拉马德雷冷位相
12 1927-05-23 甘肃 古浪 8 拉马德雷暖位相
13 1931-08-11 宁夏 银川、平罗 8 拉马德雷暖位相
14 1950-08-15 西藏 察隅 8.5 拉马德雷冷位相
15 1951-11-18 西藏 当雄 8 拉马德雷冷位相
16 1972-01-25 台湾 新港东 海中 8 拉马德雷冷位相
17 2001-11-14 新疆 若羌、青海交界 8.1 拉马德雷冷位相
18 2008-05-12 四川 汶川县 8.0 拉马德雷冷位相
表2冰期时期中国M≥8.0地震和太阳黑子延长极小期的关系
序号 | 发震时间 | 地名(部分为古地名) | 震级 | 小冰期 | 太阳黑子 |
1 | 1303-09-17 | 山西 赵城、洪洞 | 8 | 1280-1350 | 沃尔夫 |
2 | 1556-01-23 | 陕西 华县 | 8 | 1450-1550 | 史玻勒 |
3 | 1604-12-19 | 福建 泉州海外 | 8 | 1640-1720 | 蒙德 |
4 | 1668-07-25 | 山东 郯城、莒县 | 8.5 | 1640-1720 | 蒙德 |
5 | 1679-09-02 | 河北 三河、平谷 | 8 | 1640-1720 | 蒙德 |
6 | 1739-01-03 | 宁夏 银川、平罗 | 8 | 1640-1720 | 蒙德 |
7 | 1833-09-06 | 云南 嵩明 | 8 | 1790-1830 | 道尔顿 |
注:530年发生7次,平均76年发生一次;集中在蒙德极小期,135年发生4次,平均36年一次,小冰期高潮期的蒙德极小期中国8级以上地震集中发生 |
表3 1890年以来中国8级以上地震和拉马德雷(PDO)冷位相对应关系
PDO时间位相 | 中国8级以上地震 | 气候 冷暖 | 8级地震 活跃期 | ||
时间 | 地名 | 震级 | |||
1890-1924冷 | 1902-08-22 1906-12-23 1920-06-05 1920-12-16 | 新疆 阿图什 新疆 玛纳斯 台湾 花莲海外 宁夏 海原 | 8.25 8 8 8.5 | 低温期 | 活跃期 |
1925-1945暖 | 1927-05-23 1931-08-11
| 甘肃 古浪 宁夏 银川、平罗 | 8 8
| 温暖期 | |
1946-1976冷 | 1950-08-15 1951-11-18 1972-01-25
| 西藏 察隅 西藏 当雄 台湾 新港东 海中 | 8.5 8 8
| 低温期 | 活跃期 |
1977-1999暖 | 温暖期 | 平静期 | |||
2000-2030冷 | 2001-11-14
2008-05-12 | 新疆 若羌、青海交界 四川 汶川县 | 8.1
8 | 低温期?
| 活跃期 |
注:小冰期结束的106年中,发生中国8级以上地震11次,平均10年一次,远高于小冰期。温暖期带来的中国8级以上地震高发值得关注。
小冰期最盛期大震频繁和震-冷链发生的原因
在十五世纪至十七世纪的二百余年内,全球强震发生频繁,其它自然灾害也很集中,如瘟疫流行,低温冻害严重,被称为小冰期时期。这个时期也正是太阳黑子蒙德极小值时期[1],太阳活动处于低值状态,有人把它看作是小冰期气候产生的原因。事实上,小冰期是太阳活动、强潮汐、地震火山活动共同作用的结果。
地震数据统计表明,在小冰期期间的530年中中国8级以上强震共发生7次,平均76年发生一次;主要集中在蒙德极小期,135年发生4次,平均36年一次。蒙德极小期强震频发的事实存在。但与后来的温暖期相比,后者的大震更加频繁,至少增大了3倍。
随着全球气候变化研究的不断深入,特别是通过不同高分辨记录研究,科学家认识到小冰期并非持续几个世纪的连续冷期,其内部还明显存在次级的冷暖波动,并具有一定的规律性。这一趋势与表1-3完全相符。
小冰期发生的时间也有较大变化,通常认为小冰期始于13世纪,止于19世纪,然后出现一个相对温暖的气候环境时段,在16世纪中期和19世纪中期之间达到其最冷的顶点。持续时间由200年扩展到6百年。其主要变化为沃尔夫极小期和道尔顿极小期划入小冰期,使2020-2030年太阳黑子延长极小期发生次小冰期的可能性增大。人类要做好气候变冷的准备。
影响最大的是北京地区大震发展趋势:统计表明,发生在变冷期(小适宜期和小冰期的交界)的北京6级以上地震频率为0.143,发生在小冰期大震频率为0.857。因此,北京地震发生在下次小冰期2744-3815年的概率最大,发生在2130-2540年温暖期的概率几乎为0.。北京地区地震高潮已经过去,地震风险明显降低。
值得注意的是,21世纪太阳黑子延长极小期仍存在北京地区大震发生的风险(见表4),发生概率为0.143。
表4 太阳活动、强潮汐、低温期和北京地区地震的对应关系
Table 6 The relation of solar activity, volcanic eruption, tides,lower temperature and earthquakes in Peking
太阳黑子延长极小期 | 时间(年) | 坏天时代 | 潮汐极大年 | 北京地区地震 | 全球 气温 | ||
时间 | 震级 | 地点 | |||||
294 | 6.0 | 延庆 | 小冰期 | ||||
欧特 | 1040-1080 | 1010-1110 | 1062 | 1057 | 6.8 | 大兴 | 变冷 |
沃尔夫 | 1280-1350 | 1165-1360 | 1264 | 小冰期 | |||
史玻勒 | 1450-1550 | 1420-1525 | 1425 | 1484 | 6.8 | 延庆 | 小冰期 |
蒙德 | 1640-1720 | 1600-1725 | 1629 | 1536 1665 1679 | 6.0 6.5 8.0 | 通县 通县 三河-平谷 | 小冰期 |
1730 | 6.5 | 颐和园 | 小冰期 | ||||
道尔顿 | 1790-1830 | 1790-1915 | 1770 | 小冰期 | |||
21世纪 | 2020-2030 | 1974 | ? | 变冷? |
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1199250.html
更值得注意的是,海洋及其边缘的大震造成海底冷水上翻,形成气候变冷。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40o范围内的8.5级和大于8.5级的海震。2004年12月26日印尼地震海啸后,全球低温冻害和暴雪灾害频繁发生。郭增建的“深海巨震降温说”是一种合理的解释。
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。1868年以后的北半球温度下降与1868年和1877年间的智利两个Mt9.0级大地震有关。1900年以后的北半球的温度下降可能与1906年厄瓜多尔Mw8.8级大地震以及太平洋和印度洋周围大量Ms8级以上的大地震的数量特多有关。1952年之后的温度短时下降以及1960年以后的明显的长时段下降可能与1952、1957、1960和1964年的4次Mw9.0~9.5级的环太平洋大地震有关。由于1960年智利特大地震为Mw9.5级,1964年阿拉斯加大地震为Mw9.2级,所以1960年以后北半球和中国气温下降明显,而且持续时间也很长。1833年苏门答腊9级地震、1837年智利瓦尔的维西9.25级地震和1841年堪察加9级地震组成一个9级以上地震小高潮,对应1833年之后气温的低水平段。
这也是大震集中发生在拉马德雷冷位相的原因(见表1-6)。
表5 1890年以来特大地震活跃期和拉马德雷(PDO)冷位相对应关系
年代 | 8.5级以上地震次数 | 9级以上 地震次数 | PDO时间位相 | 气候冷暖 | 地震 | |
全球 | 中国 | |||||
1890-1924 | 6(4) | 1 | 0 | 1890-1924冷 | 低温期 | 活跃期 |
1925-1945 | 1(1) | 0 | 0 | 1925-1946暖 | 温暖期 | |
1946-1977 | 11(7) | 1 | 4 | 1957-1976冷 | 低温期 | 活跃期 |
1978-1999 | 0(0) | 0 | 0 | 1977-1999暖 | 温暖期 | |
2000-2012 | 6(6) | 0 | 2 | 2000-2030冷 | 低温期? | 活跃期 |
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
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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,即2004-2018年为8.5级以上强震集中爆发时期。
让事实说话:全球8.5级以上地震集中发生在拉马德雷冷位相时期。
实际上,全球8.5级以上地震的发生时间和频率具有明显的波动性,其规律就是集中发生在拉马德雷冷位相时期。这为我们预防地震和预测地震提供了极为重要的理论根据。这也否定了特大地震发生的随机特性,表明特大地震具有明显的周期性。
让事实说话:全球8.5级以上地震集中发生在拉马德雷冷位相时期。
表6 1890-2012年全球8.5级以上地震与拉马德雷冷位相的对应性
序号 | 地震时间 | 地震地点 | 震级 | 拉马德雷 |
1 | 1896-06-15 | 日本 | 8.5 | 冷位相 |
2 | 1906-01-31 | 厄瓜多尔 | 8.8 | 冷位相 |
3 | 1922-11-11 | 智利 | 8.5 | 冷位相 |
4 | 1923-02-03 | 俄罗斯堪察加半岛 | 8.5 | 冷位相 |
5 | 1938-02-01 | 印尼班大海 | 8.5 | 暖位相 |
6 | 1950-08-15 | 中国西藏 | 8.6 | 冷位相 |
7 | 1952-11-04 | 俄罗斯堪察加半岛 | 9.0 | 冷位相 |
8 | 1957-03-09 | 阿拉斯加 | 8.6 | 冷位相 |
9 | 1960-05-22 | 智利 | 9.5 | 冷位相 |
10 | 1963-10-13 | 俄罗斯库页岛 | 8.5 | 冷位相 |
11 | 1964-03-27 | 阿拉斯加威廉王子湾 | 9.2 | 冷位相 |
12 | 1965-02-04 | 阿拉斯加 | 8.7 | 冷位相 |
13 | 2004-12-26 | 印尼苏门答腊 | 9.1 | 冷位相 |
14 | 2005-03-28 | 印尼苏门答腊 | 8.6 | 冷位相 |
15 | 2007-09-12 | 印尼苏门答腊 | 8.5 | 冷位相 |
16 | 2010-02-27 | 智利 | 8.8 | 冷位相 |
17 | 2011-03-11 | 日本 | 9.0 | 冷位相 |
18 | 2012-04-11 | 印尼苏门答腊 | 8.6 | 冷位相 |
https://en.wikipedia.org/wiki/Lists_of_earthquakes
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-970946.html
强震频发是全球变暖的必然结果:暖-震链发生的原因
强震与全球气候变化关系的地球物理解释是:全球变暖导致的海平面上升,破坏了地壳的重力均衡,引起加载的海洋地壳均衡下沉(如同轮船加载,吃水线加深一样),由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面,从而将会引发全球变冷;全球变冷导致海洋100-200m海水层变为两极2000m厚的冰盖,将地壳压扁,形成赤道圈最大的径向张裂,喷出岩浆,形成海洋锅炉效应,导致全球变暖。这就是大自然的自调节作用。
全球变暖导致的地震活动增强并没有引起气象学家的重视,他们只注意气象变化,忽视了构造运动导致的更严重的灾害:海平面上升只能淹没沿海地区,地震灾难将遍及环太平洋地震带和欧亚地震带,内陆和青藏高原也不能幸免。
根据20世纪80年代以来的全球变暖速度和规模,2000-2030年拉马德雷冷位相时期的地震强度将明显高于1947-1976年拉马德雷冷位相时期,目前特大地震数量刚刚持平,强度还相差很多,今后三年会更加强烈。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-902812.html
a 大洋海水减少 b 大洋海水增加
1-新洋壳,计算时因忽略了与陆壳连接部分,因而计算值比实际值小;
2-旧洋壳,插入大陆壳下或推动大陆分离部分。
图 1 海平面变化造成的垂直运动和水平运动
Fig. 1 vertical and horizontal movement by the changes of sea level
由图1中可以看到,相同的圆心角在不同半径的球面所对应的弧长是不同的,由于海水增加,海洋地壳A’B’弧下降到AB弧时,圆心角变大,只能发生两种结果(见图b):
其一、大洋地壳AB弧的多余部分插入大陆地壳之下,形成俯冲消减带,是地震频发的地区,其类型为环太平洋俯冲消减带和地震火山带。
其二、大洋地壳AB弧的多余部分象楔子一样劈开大陆,推动大陆向两边分离,对应的圆心角增大,其类型为大西洋两岸的快速扩张。
其三、反之,当海洋地壳AB弧上升到A’B’弧时(见图a),由于弧长增大,其增大部分就是海底扩张产生的新洋壳。
当全球变暖使海平面上升积累到一定高度时,地壳均衡使洋壳下降收缩,强烈的挤压导致环太平洋地震带Ms 8.5级以上强震频发,形成拉马德雷冷位相;当全球变冷两极冰盖增大使海平面下降到一定高度时,地壳均衡使洋壳上升在大洋中脊处扩张,这是强震在PDO暖位相较少,甚至不发生的原因。圆心角越大,新洋壳就越大,这是地震带集中在环太平洋沿海地区的原因。
全球变暖不可能是直线上升的,从暖- 震链到震-冷链,物极必反和自然调节作用一定发生。
参考文献
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