全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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中国7级以上地震的季节性特征

已有 3723 次阅读 2014-6-2 10:17 |个人分类:潮汐预警|系统分类:论文交流|关键词:中国地震,季节特征,潮汐激发,跷跷板运动| 中国地震, 潮汐激发, 跷跷板运动, 季节特征

中国7级以上地震的季节性特征

                             杨学祥

中国7级以上地震有明显的季节性特征:中国1940-19817级以上地震,发生在1月的地震有8次,排位第二;发生在7月的地震有9次,排位第一。发生在6月地震为0,概率最小。排列次序为:712348591011126。这对地震预防有重要意义。

杨冬红的博士论文对强潮汐的概念作了进一步的拓展,在月亮近地潮与日月大潮叠加的基础上,加入月亮赤纬角极值的因素,使以强潮汐数据预测冷空气活动、暴雨、暴雪和地震的准确性得到提高。

根据中国1940-19817级以上地震目录及天文条件, 杨冬红1940-1981年中国7级以上地震的统计结果得出以下结论:

1.  1940-1981年中国7级以上地震总数60次。由于地震对潮汐的滞后效应和潮汐本身的滞后效应,以最大潮汐发生后对地震的影响来计数天数。这是一个很严格的规定,可能把受到潮汐影响的个别地震舍掉了。例如,1947729发生在西藏朗县东南的7.7级地震,82月大潮,730为月亮视赤纬角最大值:-26.3度,受潮汐作用很明显。(正号表示北纬度数,负号表示南纬度数)

2.  日月大潮周期为15天,距日月大潮不超过3天的地震次数:19。出现频率为19/60,小于1/3。与前人的统计结果大致相同。

3.  月亮近地潮周期为27.5天,距月亮近地潮不超过5天的地震次数:8。出现频率为2/15

4.  当月的月亮视赤纬角最大值到最小值的天数为6.8天。距月亮视赤纬角最大值不超过3天的地震次数:22。出现频率为11/30,大于1/3

5.  距月亮视赤纬角最小值不超过3天的地震次数:9。出现频率为3/20,小于1/6

6.  不符合以上条件的地震次数为11。出现频率为11/60。受条件影响的地震占49/60,即81.67%

7.  受月亮视赤纬角极大值影响的地震频率最大,为11/30;受日月大潮影响的地震频率次之,为19/60;受月亮近地潮和月亮视赤纬角最小值影响的地震频率最少,都小于1/6。不符合条件的地震次数为11,其中7次距上弦和下弦时差不超过2天。60次地震中有17次距上弦和下弦时差不超过3天,占17/60,相排在第三位。不受潮汐影响的地震仅占1/15

2006516接连发生两次7级以上强震。这一天的特殊天文条件是,月亮赤纬角在南纬28.54009度为最大值。南纬28度和北纬28度的地壳在12小时内经历了高潮与低潮的南北摆动,潮汐负载的剧增和剧降激发了地震和火山活动。而当月亮赤纬角最小值时,月球在地球赤道面上,使地球的瞬时扁率达到最大,使地球自转速度减慢,也会影响地震。月亮赤纬角最大值年与最小值年间隔9.3年,一个周期变化为18.6年;在每月内,月亮赤纬角最大值日与最小值日间隔为6.8天,一个周期变化为13.6天。

中国1940-19817级以上地震,发生在1月的地震有8次,排位第二;2月和3月各有7次,排位第三;发生在7月的地震有9次,排位第一。这符合印度洋跷跷板运动的季节性特征,即1月盛行东北季风,7月盛行西南季风,与理论模型预测完全相符(见2.3.1节印度洋地壳跷跷板运动模型)。详细地震的月份分布见表5.21-4月和7-8月地震次数较多,6月和9-12月地震次数较少。上半年地震次数为33次,下半年为27次,上半年多6次,地震活动较强烈。

           5.2  中国1940-19817级以上地震的按月分布(杨冬红,2009

月份

1

2

3

4

5

6

7

8

 9

10

11

12

地震次数

8

7

7

6

5

0

9

6

3

3

3

 3

在亚洲大陆东部的西太平洋沿海,由于1月盛行西北季风,7月盛行东南季风,西太平洋地壳的跷跷板运动也受季风的影响,使地震活动在1月和7月非常显著。这是表5.2 出现规律性特征的另一个原因(见图5.2)。



图1  北太平洋跷跷板运动的季风效应(杨冬红,2009



图2  印度洋跷跷板运动的季风效应(杨冬红,2009

学者徐道一指出,某些地区的地震频度随着季节有规律地变化,与地球和太阳的相对位置有关。例如,北极地区(大于等于北纬50度)7级以上地震逐月频数在3月和7月有两个峰值,在1月和9月有两个谷值;南极地区正好相反。南中纬度地区(13-33度之间)1月和8月有两个峰值,在3月和11月有两个谷值,北中纬度地区正好相反[40]3月和9月与春分和秋分有关,1月和7月与季风、地球近日点和远日点有关。南北半球情况反向变化,与季节性冰盖消长和风向海流变化有关。表5.2的统计结果并不是一个特例,与以往统计结果相比符合普遍规律。

地球自转确实存在13.6天和18.6年周期。李国庆发现月亮视赤纬角变化周期13.6天、27.3天与地球自转速度变化有明显的对应关系[31]。地球自转速度变化是地震的激发原因之一[34]

过去,人们仅仅把日月大潮时发生的地震火山活动看成是潮汐激发的结果,因而,强潮汐与地震火山活动的对应关系并不明显。如果我们考虑朔、望、上弦、下弦、月亮近地潮、月亮赤纬角最大值和最小值七个天文要素,强潮汐与地震火山活动的对应关系就非常明显了。

潮汐的东西震荡和南北震荡,使东西太平洋海平面和南北太平洋海面发生反向升降,幅度为60厘米,破坏了地壳均衡,使洋壳反向降升20厘米,由此引起的太平洋地壳跷跷板运动可激发地震和火山活动[30]。月亮近地潮、日月大潮和月亮视赤纬角极大值可以起到增效作用。

从春分(320-22日)到夏至(621-22日),从秋分(922-24日)到冬至(1221-23日),太阳潮高潮区由赤道移到南北回归线,潮汐南北震荡逐渐加强,月亮视赤纬角极大值与之叠加,易发生强震;从冬至到春分,从夏至到秋分,太阳潮高潮区由南北回归线移到赤道,月亮视赤纬角最小值与之叠加,形成赤道潮汐高潮叠加区,易发生强震。

62122日夏至到922-24日秋分,太阳从北回归线返回赤道,太阳潮的高潮区从南北回归线迁移到赤道,地球扁率变大,自转速度变慢,当月亮赤纬角变到最小值时,两者叠加,形成赤道潮汐最大高潮、地球最大扁率和最慢地球自转速度,由于赤道海水和地壳突然隆起,引发赤道附近地壳扩张的强烈地震。在此期间,月亮赤纬角最小值对地球形变影响最大,因此对地震起重要作用。从1221-23日冬至变到320-23日春分情况相似。

320-23日春分到62122日夏至,太阳从赤道转移到北回归线,太阳潮高潮区从赤道转移到南北回归线,地球扁率变小,自转变快,当月亮赤纬角最大时,两者叠加,形成南北回归线最大潮汐,地球扁率变最小,自转变最快,由于赤道海水和地壳突然下降,引发赤道附录地壳收缩的强烈地震。在此期间,月亮赤纬角极大值对地球形变影响最大,因此对地震起重要作用。从922-24日秋分变到1221-23日冬至情况相似。日月同纬是一个重要因素。

总之,强潮汐在地球自转变化、厄尔尼诺和拉尼娜的配合下,激发地震火山作用更加明显。地球自转速度变化的极值点是重要的判断依据。地球自转最快()、西太平洋海面上升到最高()(见图2. 2中的a)和日长变化(△LOD)取得极小()值是这个时期的主要特点[122, 123]

强潮汐激发地震在国内外都有研究,统计分析表明,中国1940-19817级以上强震发生在月亮近地点、朔日、望日、上弦、下弦、月亮视赤纬角极大值和最小值七大天文奇点的频率最大。其中,月亮视赤纬角极值共占31/60(极大值占22/60,最小值占9/60),日月大潮(朔日和望日)占19/60,上弦和下弦月相占17/60,月亮近地潮占8/60。月亮视赤纬角极值的作用远远高于日月大潮,这是一个新发现。

中国1940-19817级以上地震,发生在1月的地震有8次,排位第二;发生在7月的地震有9次,排位第一。这符合印度洋跷跷板运动的季节性特征,即1月盛行东北季风,7月盛行西南季风,与理论模型预测完全相符。在亚洲大陆东部和西太平洋沿海,由于1月盛行西北季风,7月盛行东南季风,西太平洋地壳的跷跷板运动也受季风的影响,使地震活动在1月和7月非常显著。这是表5.2 出现规律性特征的另一个原因。伴随太阳在南北回归线的摆动,赤道信风带在7月向北移动,加强亚洲的东南季风;北半球中纬度西风带在1月伴随赤道辐射带南移而南移,加强亚洲的西北季风,这对亚洲和西太平洋地壳的跷跷板运动有重要影响。

 

参考文献

 

杨冬红。潮汐周期性及其在灾害预测中应用。博士论文,吉林大学,2009.

杨冬红,杨德彬,杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011544):926-934.




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