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

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

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

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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40^o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

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

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

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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。

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              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

1.       马宗晋, 杜品仁. 现今地壳运动问题[M]. 北京: 地质出版社, 1995, 10: 99-102.

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12.   杨冬红, 杨学祥. 地球自转速度变化规律的研究和计算模型. 地球物理学进展, 2013 出版中.(Yang D H, Yang X X. Study and model on variation of Earth’s Rotation speed. Progress in Geophysics (in Chinese), 2013 in press.)