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地球自转与地震相关的新证据：白天长短能预测地震？
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作者：张章 来源：科学网 www.sciencenet.cn 发布时间：2017/11/4 17:26:19 选择字号：小 中 大 | ||||
大地震数量似乎与昼长变化有关。图片来源：CLAUDIAD/ISTOCKPHOTO 世界并没有停止旋转。但每隔一段时间，它就会慢下来。几十年来，科学家们发现地球日的长度会出现微小波动：在这里获得1毫秒的时间，在那里损失1毫秒。近日，在美国地质学会年会上，两名地球物理学家认为，这些微小变化足以影响重大地震的发生时间，并有可能帮助预测地震。 根据科罗拉多大学博尔德分校的Roger Bilham和蒙大拿大学的Rebecca Bendick的研究，在过去的100年里，地球自转的减速与全球范围内7级及以上大地震数目的增加有惊人的关联。值得注意的是，在地球自转开始变慢后，这增加了2到5次地震。“地球为我们提供了未来5年的地震预警，这很了不起。”Bilham说。 大多数地震学家都认为地震预测是“雷区”。到目前为止，Bilham和Bendick对他们发现的模式只有模糊且难以测试的轮廓。但其他研究人员表示，这一发现太具有挑衅性，并且不容忽视。“他们发现的相关性是显著的，十分值得调查。”科罗拉多大学地质学家Peter Molnar说。 该研究始于一次与地震同步进行的搜索。单个振荡器，无论是萤火虫、心脏，还是节拍器，都可能因为某种串音或一些共同的影响而出现共振。对于Bendick来说，从节拍器到引起地震的断层似乎并不是一个很大的跳跃。断层受力的周期性增强和压力的剧烈释放，“真是很糟糕的振荡器”，她说。而且，她和Bilham为了挖掘数据，利用了唯一一本完整记录过去100年地震的目录册：7级及以上大地震。 在今年8月发表在《地球物理评论快报》上的研究论文中，Bilham和Bendick报告了两种模式：第一，主要的地震似乎是在时间上聚集的，虽然不在同一区域中；其次，大地震发生次数似乎达到了32年期的峰值。这些地震似乎可以通过某种方式相互“交谈”，或者存在一个外部力量推动了地球破裂。 在探索这种全球力量的过程中，研究人员最终发现这一现象与白昼长度变化相匹配。虽然像厄尔尼诺这样的天气模式，可以在一年多的时间里驱动昼长以1毫秒的速度来回变化，但一个周期性的长达几十年的波动——特别是从峰值开始下降的每30年左右，就与地震趋势惊人一致。 “当然，这看起来有点疯狂。”Bendick说。但也许它并不是假的。当昼长在数十年间不断变化时，地球的磁场也会产生短暂的涟漪。研究人员认为，外地核熔铁水流动的轻微变化，可能对两者都有影响。只是发生了什么人们还不确定——也许是一些熔融外核粘附在了上面的地幔上。这可能会改变液态金属的流动，从而改变磁场，并在地幔和地核之间传递足够的动量，从而影响白天的长度。 但地震学家们通常不习惯考虑地核的事情，因为这里距离地震发生的地壳2900公里。但他们应该关注地底更深处了，Bilham说，核心“离我们很近。它甚至比纽约离这里更近。” 在赤道，地球自转速度为每秒460米。Molnar指出，考虑到这种高速的自转速度，固体地壳与地幔之间的速度不匹配，以及液体地核可以转化为一种力量，以某种方式让地震同步发生，“这并不荒谬”。当然，他补充道，“这也可能是无稽之谈。” 加州大学伯克利分校地球物理学家Michael Manga则认为，这种联系的证据令人信服。“我曾研究过季节变化引发的地震、融雪。这些关联比我以前看到的要密切得多。” 洛杉矶南加利福尼亚大学地质学家James Dolan说，不管怎样，“我们在5年内就会知道。” 这是因为地球的自转周期从4年前开始周期性缓慢下降。从明年开始，地球预计每年会发生5次以上的大地震，而不是平均每年17到20次地震，而今年迄今为止的大地震次数则是异常的4次。如果这种模式成立，它将为地震预测提供新视角。（张章编译） |
http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/11/393061.shtm
潮汐变化影响地球自转并激发地震的原因
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潮汐变化影响地球自转并激发地震的原因
杨学祥，杨冬红
地球自转周期18.6、29.783、59.555年的振幅是最大的，月亮赤纬角在18.6年内由18.6度变为28.6度，完成一个周期循环。在月亮赤纬角为28.6度时期（1986-1988年和2005-2007年），地球的平均扁率变小，地球自转加快；在月亮赤纬角为18.6度时期（1977-1979年和1995-1997年），地球的平均扁率变大，地球自转变慢[1]。地震也有18.6年周期[2]。
中国科学院大气物理研究所研究人员李国庆发现月亮视赤纬角的变化周期13.6天、27.3天与地球自转速度变化有明显的对应关系[31]。李国庆等人通过对比分析1973-1998年的日长、大气环流及月球相位随时间的变化，发现伴随着月球相位的交替变化，地球大气的纬向风速场、地球位势高度场及日长作27.3及13.6d（天）的周期震荡。这种周期性的大气震荡，被视为一种大气潮。月球对地球大气引潮力作用的周期变化，是引发27.3及13.6d（天）周期大气潮的主要原因。月球对地球大气的作用是巨大的，它引起大气纬向风速场及地球位势高度场的变化[3]。
月亮视赤纬角和月亮到地球的距离是影响日长的两大因素。首先，月亮绕地球运转到赤道上空时，月亮视赤纬角等于零度，月亮对大气的引潮力达到最大值，大气的纬向风速增加，地球的自转角速度减小，日长增加；反之，当月亮视赤纬角绝对值达到最大值，月球对大气的引潮力减小，大气纬向风速减小，地球自转角速度增加，日长减小。其次，凡包含月亮近地点P的波，其波峰的振幅较高，而包含月亮远地点A的振幅较低，因为月亮离地球越近，月亮引潮力对大气的作用越大；反之，月亮离地球越远，月亮引潮力对大气的作用越小。太阳潮也有类似的影响[3]。
我们定义，月亮近地潮和日月大潮的间隔时间超过3天，为弱潮汐时期。2013年4月-8月；月亮近地潮和日月大潮的间隔时间不超过3天，为强潮汐时期。
潮汐组合以日月大小潮与月亮赤纬角对应来划分，变化周期为13.6天、27.3天，与地球自转速度变化有明显的对应关系，可激发地震火山活动和冷空气活动。两个潮汐组合之间大致为6.8天，每月有4-5个潮汐组合。
计算表明，日月大潮与月亮赤纬角最小值相遇（日、月、地在赤道面成一线）使地球扁率变大，地球自转减慢，低纬度地区地球表面地壳纬向扩张，径向收缩，有利于南北挤压东西张裂的地震；日月大潮与月亮赤纬角最大值相遇使地球扁率变小，地球自转变快，低纬度地区地球表面地壳纬向收缩，径向扩张，有利于东西挤压南北扩张的地震。这是不同地区不同类型的地震在不同的潮汐组合发生的原因。
参考文献
1. 罗时芳, 梁世光, 叶叔华等. 地球自转转率变化的周期分析. 天文学报, 1974, 15(1): 79-84.
2. 杜品仁。18.6a地震轮回及其成因初探[J]。地球物理学报，1994，37（3）：36～369。
3. Li G Q. 27.3-day and 13.6-day atmospheric tide and lunar forcing on atmospheric circulation. Adv. Atmos. Sci., 2005, 22: 359~374
4. 杨学祥, 宋秀环, 刘淑琴. 地球潮汐形变的数值评价. 地壳形变与地震. 1997,17(2):53-58.
地球自转与特大地震和最强潮汐的准四年周期
已有 2612 次阅读 2012-4-7 08:11 |个人分类:防灾信息|系统分类:论文交流|关键词:地震 地球自转 潮汐 准四年周期 推荐到群组
地球自转与特大地震和最强潮汐的准四年周期
杨学祥，杨冬红
摘要：地球自转、特大地震和最强潮汐具有准四年周期，下两次9级地震应该在2014年和2018年，其最强潮汐组合非常显著。
关键词：地球自转；地震；潮汐；低温；准四年周期
1. 特大地震的准四年周期
俄科学家新的“M 8S计算法”可以对地震进行中期（几年内）预测。研究人员发现，大地震具有明显的周期性，在周期的末期地震的活动会加强。例如，20世纪所有4场特大地震都发生在一个很短的时期内：1952年堪察加发生9级地震，1957年阿拉斯加阿留申群岛发生9.1级地震，1960年智利发生9.5级地震，1964年阿拉斯加威廉王子海峡发生9.2级地震。俄地震学家认为，单独的个体不太可能具有这种密集性。1947-1976年为拉马德雷冷位相，特大地震与低温期同时发生。
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。9级地震的准四年周期再次出现，并伴随全球低温期。
2. 地球自转的准四年周期
从1955年以后，用近代仪器观测到，地球自转加速度约每四年就有一次突然的变化。根据美国华盛顿和理士满（Richmond）两地测得的地球转速季度平均值的变化，可用一条折线近似地表示，其转折点各在1957.79，1961.93和1965.61。在这些点上加速度的变化是急剧的，但速度是连续的。地球自转加速度约每四年就有一次突然的变化不仅与最强和较强潮汐相对应，而且与1952年、1957年、1960年、1964年4场特大地震相对应。
地球自转准四年周期
图1 地球自转转四年周期（据傅承义，1976）
3. 最强潮汐组合的准四年周期
1957年、1961年和1965年都在1月17日（地球近日点附近）有月亮近地潮和日月大潮的叠加，形成最大和较大潮汐形变，影响地球自转速度，对应潮汐准4年变化周期（见表1），与四次特大地震有很好的对应关系。
表1 月亮近地潮和太阳近地潮准四年周期叠加（杨冬红，2009）
近地点 日 月 潮汐强度 厄尔尼诺年（E） 震级
年 月 日 时 农历 日食 月食 大 潮 弱w 强s 拉尼那年（L）
（1946-1976年拉马德雷冷位相时期）
1951 1 06 20.8 29 8 23 s E
1952 1 26 20.1 30 12 27 ss E，特大地震 9.0
1953 1 17 7.0 3 30 15 30 s E
1954 1 10 17.8 6 5 19 5 19 ww L
1955 1 06 16.8 13 8 24 s L
1956 1 26 20.8 14 13 27 ss L
1957 1 17 6.3 17 1 16 ss E，特大地震 9.1
1958 1 09 7.7 20 6 20 0 E
1959 1 06 4.6 27 9 25 0
1960 1 26 17.8 28 14 28 s 特大地震 9.5
1961 1 17 7.0 1 2 17 sss
1962 1 08 21.9 3 6 21 s
1963 1 04 16.2 9 25 10 25 www E
1964 1 26 9.3 12 14 15 29 0 E-L，特大地震 9.2
1965 1 17 8.5 15 3 17 sss L-E
1966 1 08 18.3 17 7 21 ss E
注：当日同时发生月亮近地潮和日月大潮为最强潮汐sss，相差一天为较强潮汐ss，相差两天为强潮汐s，相差三天为一般潮汐0，相差四天为弱潮汐w，相差五天为较弱潮汐ww，相差六天以上为最弱潮汐www。特大地震为当年最强潮汐附近发生9级以上地震。
4. 特大地震与低温的对应关系
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8.5级和大于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。
深海巨震，特别是地震引起的海啸，将海底冷水翻到表面，降温效果是明显的，这可以从2004年12月26日印尼地震海啸后气温的剧烈波动变化中得到验证。2004年、2005年、2007年、苏门答腊三次8.5级以上强震和2009年9月30日南大洋萨摩亚群岛8级地震海啸，是2005年中国18年暖冬终结、2006年初低温寒流、2008年初中国南方罕见冰雪冻灾、2010年初低温暴雪袭击北半球的前兆和成因，2010年2月27日智利8.8级地震和海啸与2010年12月欧美暴雪低温和英国三百年来的最强寒流的对应性再次验证了这一结论。今后20年是强震和低温频发时期。大陆内部巨震作用需要进一步观察。
刚刚过去的这个冬季，广州出现了有气象记录以来的第6冷年，广东也出现了有记录以来的第10冷年，从全国的情况看，最近的5个冬季更出现了3个明显的“冷冬”。然而美国国家航空航天局此前公布的数据却表明，2011年全球气温为有记录以来第9高？
入冬以来，我国平均气温为-5.5℃，为近27年来同期次低值，去年是最低值。与我国类似，欧亚大陆很多国家也正在遭遇寒冬。世界气象组织指出，对比欧洲2009年至2010年那个冬季，那时寒潮来得更早，持续时间更长，自2009年12月开始，贯穿整个2010年1月和2月的大部分时间。而2006年冬天，情况也比今年严重。国家气候中心王启认为，与近几年相比，2012年这次欧洲暴风雪和寒流造成的灾害比2007年、2008年、2009年严重得多，但还比不上2006年、2010年和2011年，其中2006年的情况基本是最严重的。中国工程院院士丁一汇也认为，全球变暖在时间上并不是均匀的，有相对的冷期，也有相对的暖期，但总体的趋势是上升的。
国家气候中心张培群指出了一个重要的事实：全球变暖在2000年以前表现为连续发生暖冬，在2000年以后出现了一些阶段性低温，2006年以来基本每年1月份都出现了阶段性低温，有时12月份也有。他还认为在最近100年全球气温总体变暖的趋势里，我们也曾经历过这种20-30年尺度的气候波动。上世纪20至40年代是一个相对显著偏暖的阶段，之后的50至70年代，就经历了一个相对冷期。但之后的80年代开始，全球又进入一个变暖的时期。最近几年虽然全球气温没有逐年增加（2010年是最暖的一年，2011年依然偏暖，但比2010年有所减弱），但总体增暖的趋势依然没有改变。
今年4月，中国科技出版社计划将出版新书《自然是全球气候变化的主要驱动因素》。中科院院士陈运泰表示，他很赞同作者发出的与众不同的声音。“由中科院地理研究所、中科院地球物理研究所、中科院遥感应用研究所、北京大学空间科学学院和核工业部地质科学院等单位组成的全球气候变化研究组，对于自然是气候变化的主要驱动因素方面的研究成果，对于全球变化研究很有参考价值。”
1889年以来，全球大于等于8.5级的地震共23次。在1889-1924年PDO（太平洋十年涛动，亦称拉马德雷现象）“冷位相”发生6（1900年以来国外数据：2）次，在1925-1945年PDO“暖位相”发生1（1）次，在1946-1977年PDO“冷位相”及其边界发生11(7)次，在1978-2003年PDO“暖位相”发生0次，在2004-2008年PDO“冷位相”已发生5次。规律表明，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[1-7]。2004-2018年是8.5级以上地震集中爆发期。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。
5. 讨论和结论
1952年、1957年、1960年、1964年4场特大地震就发生在1947~1976年拉马德雷冷位相时期中的前17年，2000年进入拉马德雷冷位相，2004年12月26日印尼地震海啸发生，特大强震可能发生在2000~2030年拉马德雷冷位相时期中的前17年左右，最强和较强潮汐重复时期（2006年，2010年，2014年，2018年）每一年及其前一年都是特大地震可能发生年。2004年12月26日爆发的印尼地震海啸并非偶然，它和1952年11月4日堪察加发生9级地震一样，拉开了特大强震集中爆发的序幕。
根据前一次拉马德雷冷位相时期特大地震发生特征，2010年（可能的拉尼娜年）及其前一年、2014年（可能的拉尼娜年）及其前一年（可能的拉尼娜年）、2018年（可能的厄尔尼诺年）及其前一年（可能的拉尼娜年）爆发特大强震的可能性大。由于2010年、2014年、2018年1月2日为月亮近地点，与地球近日点1月3日或4日相差不过2天，叠加后的最强潮汐和较强潮汐强度相对较大，激发出的特大强震也会相当强烈。这是杨冬红在2009年博士论文中的预测，2010年2月27日智利8.8级地震验证了特大强震的准4年周期。
由于智利地震没有达到9级，所以2011年3月11日日本9级地震补充发生。
2010年2月27日智利发生8.8级地震和2011年3月11日日本发生9级地震，符合2010年9级地震发生的预测；下两次9级地震应该在2014年和2018年，其最强潮汐组合非常明显。
表1 月亮近地潮和太阳近地潮准四年周期叠加（杨冬红，2009）
近地点 日 月 潮汐强度 厄尔尼诺年（E） 震级
年 月 日 时 农历 日食 月食 大 潮 弱w 强s 拉尼那年（L）
（2000-2030年拉马德雷冷位相时期）
2003 1 24 6.6 22 3 18 www
2004 1 20 3.4 29 22 7 s
2005 1 10 18.1 1 10 25 sss 特大地震 9.1
2006 1 02 6.8 3 31(上年12月) s E
2007 1 22 20.6 4 19 3 0 L
2008 1 19 16.5 12 8 22 0
2009 1 10 18.8 15 26 26 11 ss
2010 1 02 4.6 18 15 1 15 1 ss 特大地震L 8.8
2011 1 22 8.1 19 04 4 20 s 特大地震L 9.0
2012 1 18 9 23 www
2013 1 10 12 27 s L？
2014 1 02 1 16 31 ss 特大地震L？
2015 1 22 5 20 s E?
2016 1 15? （据gdufo ） 10 24 ww L？
2017 1 10 12 28 s L?
2018 1 02 2 17 31 sss 特大地震E?
注：当日同时发生月亮近地潮和日月大潮为最强潮汐sss，相差一天为较强潮汐ss，相差两天为强潮汐s，相差三天为一般潮汐0，相差四天为弱潮汐w，相差五天为较弱潮汐ww，相差六天以上为最弱潮汐www。特大地震为当年最强潮汐附近发生9级以上地震。
参考文献
1. 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
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3. 杨学祥, 杨冬红. 全球进入特大地震频发期. 百科知识2008.07上,《百科知识》2008/07上, 8-9.http://www.jllib.cn/library/magazine/20080707k.htm
4. 郭增建, 郭安宁, 周可兴. 地球物理灾害链. 西安地图出版社, 2007. 111~114, 146~158
5. 郭增建. 海洋中和海洋边缘的巨震是调节气候的恒温器之一. 西北地震学报, 2002, 24(3): 287
6. 杨冬红，杨学祥，刘财。2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温。地球物理学进展。2006，21（3）：1023-1027
7. 杨冬红,杨学祥. 海洋中和海洋边缘巨震是调节气候恒温器理论的检验. 西北地震学报. 2005, 27(1): 96
8. 叶卡斯。这个冬天广州史上第6冷。2012-03-15 04:02:29 来源： 广州日报。http://news.cqnews.net/html/2012-03/15/content_13842582.htm
9. 冯兰蔺, 程绩. 严寒席卷北半球 气象专家激辩“小冰河期来临”. 2012年02月06日 13:26 来源：新闻晚报.http://news.ifeng.com/world/detail_2012_02/06/12322423_0.shtml
10. 张培群:异常冷冬未改气候变暖趋势 每十年上升0.2度. 2012年02月07日 10:55:14 来源： 新华网.http://news.xinhuanet.com/society/2012-02/07/c_122666499.htm
11. 中国气象局专家：全球变暖趋势未逆转 寒冷天气被夸大. 2012年02月08日 03:40 来源：人民日报.http://news.ifeng.com/world/detail_2012_02/08/12359201_0.shtml
12. 易蓉蓉. 全球环境新看法:大自然是气候变化的主推手。2012-02-13 09:08:42来源：科学网。http://tech.gmw.cn/2012-02/13/content_3556753.htm
13. 杨学祥。我希望中国的地震专家做些什么：日本防震 中国辟谣？ 2012-4-4 05:39 科学网。http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=555106
14. 杨冬红;潮汐周期性及其在灾害预测中应用[D]; 吉林大学; 2009年. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10183-2009094610.htm
15. 据gdufo，http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=555106
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-556278.html
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