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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下一场超级灾害:美国加州发生7级大地震的统计规律

已有 5341 次阅读 2021-8-15 10:56 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

下一场超级灾害:美国加州发生7级大地震的统计规律

                                              吉林大学:杨学祥,杨冬红


      对于2020年太阳进入休眠期警告,最直接的后果就是病毒的繁殖和爆发


      根据比利时皇家天文台的观测,2008年未出现太阳黑子的天数达到了266天,这一数据的出现距1913年记录的观测史上天数最多的311天已经有95年之久,是仅次于1901年的287天和1878年的280天的历史第四低的纪录。

       从2019年的3月14日开始,太阳上面的太阳黑子就消失了,至今(12月25日)已经288天,成为历史上太阳黑子消失时间第二长的时段。一般认为太阳黑子比较弱的时期,也代表着太阳活动处于低谷期,光热辐射不强,地球上温度也会偏低,甚至会导致地球气候处于小冰河期。

       对于2020年太阳进入休眠期警告,科学界陷入了小冰期是否会发生的争论。事实上,太阳活动低值,紫外线的减少,最直接的后果就是病毒的繁殖和爆发。

      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。这个时期也正是蒙德太阳黑子超长极小值时期,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(见表1)。

       2014年9月21日我们的研究表明,1996-2008年已进入21世纪太阳黑子超长极小期,严重低温和病毒爆发将成为大势所趋。2009年甲型流感爆发仅仅是一个最初信号。

       回顾15-17世纪小冰期时代的瘟疫横行,我们必须做好迎接未来低温期带来的瘟疫和多种病毒爆发的准备。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6186470f0102v186.html

        气温变冷的警告:欧洲很可能出现大幅度的降温

       由于温室效应的影响,北半球出现了大量的冰川融化,造成了北大西洋环流中断,进而导致了灾难性的局面。最近,一项由德国科学家Niklas Boers所发表的新研究再次向人类发出了一个重大的预警信号。

  Boers发现,在过去的一个世纪里,由于融化的冰川流入海洋中,使得地球上的一个主要的海洋环流系统正在变得越来越不稳定,这个系统便是大西洋经向翻转环流(AMOC),这种稳定性的丧失可能会对气候造成严重的影响,带来人类难以承受的灾难性后果。Boers将他的分析结果详细发表在了近期的《自然-气候变化》杂志上。

  AMOC是一个巨大的洋流系统,它是地球上最关键的环流系统之一。这个系统横跨大西洋,是墨西哥湾流的源头,它能够将热带的暖水团从海洋表面向北输送,将冷水团从海洋底部向南输送。这样一个能够重新分配热量的洋流不仅与欧洲相对温和的气温息息相关,而且还影响着世界各地的天气系统。如果这样一个洋流系统崩溃,将可能产生不可估量的严重后果。比如欧洲很可能出现大幅度的降温,热带季风系统受到严重干扰等等。

https://finance.sina.com.cn/tech/2021-08-12/doc-ikqciyzm0986358.shtml?cre=tianyi&mod=pchp&loc=26&r=0&rfunc=79&tj=cxvertical_pc_hp&tr=12


        被全球变暖推迟的美国大震

      美国地质调查局研究认为在美国加利福尼亚州奥克兰市东部的海沃德断层在未来30年内恐发生6级至7级大地震。

  研究表明海沃德断层在1134年,1317年,1475年,1629年,1725年,1868年均发生过6级以上的地震活动,这6次强震间隔时间分别为183年,158年,153年,97年,142年,150年,平均间隔约147年左右。而海沃德断层最近一次强震距今已经150年了,鉴于该断层具备一定的地震活动规律性和强震复发性,因此判断海沃德断层未来30年内恐发生6级至7级地震。【目前海沃德断层发生6级至7级地震的概率为30%左右】。

https://www.163.com/dy/article/G8OKC4680534HFB9.html?f=post2020_dy_recommends

       我们的研究表明,太阳黑子延长极小期是导致海沃德断层地震周期发生的原因。两次地震间隔为97-183年,所以,下次地震大约在2021-2051年之间。30年内的预测比较准确。

  表1给出了美国海沃德断层6级以上地震和太阳活动、强潮汐、低温期的对应关系,这表明,判断海沃德断层未来30年内恐发生6级至7级地震是大概率事件,规律性非常明显,必须做好短期突发和长期防震的准备。


1  太阳活动、强潮汐、低温期和美国海沃德断层6级以上地震的对应关系 

太阳黑子延长极小期

时间(年)

坏天时代

潮汐极大年

美国海沃德断层6级以上地震时间

全球

气温

欧特

1040-1080

1010-1110

1062

1134

低温

沃尔夫

1270-1350

1165-1360

1264

1317

小冰期

史玻勒

1430-1520

1420-1525

1425

1475

小冰期

蒙德

1620-1710

1600-1725

1629

16291725

小冰期

道尔顿

1787-1843

1790-1915

1770


小冰期





1868

21世纪

2007-2057

1997-2077

1974

2021-2051?

低温?

         

         一次迟迟没有发生的地震-沿圣安德烈斯断层的异常活动预示着要发生一次等待


  美国地质调查局 SGS)的研究人员于 1985 年首次正式地对位于旧金山和洛杉矶之间的帕克菲尔德小镇作了一次地震预报的初步尝试。根据那次预报, 1993年之前的某一时帕克菲尔德将会发生一次6.0 级的地震。 估计胜算是 1/20, 这确实与地震学家们所看到的一样是场赌博。然而,圣安德烈斯断层使每个人都感到惊 1993年过去了但却未发生该预测的地震。 

       科学家们很难在地球上再找到一处这样的地方从一次地震到下一次地震的发生具有如此的规律且具有如此的相似性。

       发生在帕克菲尔德地区的有历史记载的5.5级和 6.0级地震共有6次,即185718811901 19221934、1966年。其中除 1934 的那次地震外,其它几次均大约相隔 22年。 此外,1934-1966年的地震事件记录 显示出这 次地震几乎是发生在同一位置上,即发生在米德尔山之下。地球物理学家们认为, 这次地震(或许也包括其他所有帕克菲尔德地震可能每次都以其大致相同的特点破裂了 圣安德烈斯断层的同一地段。 

       美国地质调查局的巴昆和林德于1985年提出帕克菲尔德每隔 22 会发生一次极为相似的地震,这种地震被称为 特征地震。他们预测下次地震将在 1988 年前发生,误差在正负5年。可是,1993年过去了,大震却没有发生。

https://www.docin.com/p-691679581.html

https://www.doc88.com/p-9824558838537.html


   帕克菲尔德每隔 22 会发生一次地震的周期为可间断周期


       美国地质调查局的巴昆和林德于1985年提出帕克菲尔德每隔 22 会发生一次极为相似的地震,这种地震被称为 特征地震。他们预测下次地震将在 1988 年前发生,误差在正负5年。可是,1993年过去了,大震却没有发生。其原因在于,1200-1843年为小冰期时期,周期继续;1844-1966年为冰后期,周期继续;1966-2021年为全球变暖期,周期间断。1977-1999年拉马德雷暖位相是地震间断的原因(见表2),也是全球快速变暖时期。

       冰川消长,海平面升降,使大陆 和海洋在小冰期和温暖期有方向相反的垂直均衡运动,大震间断就是动力方向转换造成的间歇期。大震需要一定时间的能量积累。

我们在《地震和潮汐对气候波动变化的影响》一文中指出,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,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。这就是大自然的自调节作用。文章发表在《地球物理学报》2011年第4期上。

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。

 

2  帕克菲尔德地区5.5级和6.0级地震与PDO位相对应关系

年代

帕克菲尔德5.5级和6.0级地震

PDO位相

气候冷暖

地壳均

衡方式

时间

 时间间隔

1853-1888

1857

24

小冰期

陆降海升

1869-1889

1881

20

温暖期

陆降海升

1890-1924

1901

1922

21

12

低温期

陆降海升

 

1925-1945

1934

32

温暖期

陆降海升

1946-1977

1966


低温期

陆降海升

1978-1999

中断


温暖期

转换期

2000-2035


异常变暖

转换期

2036-2056



陆升海降








括号内为1900年以来国外数据,?表示预测.2056-2090年为下一次拉马德雷冷位相时期(PDO)。美国大震预测就在2000-2035年拉马德雷冷位相时期和2056-2090年拉马德雷冷位相时期。22年周期是太阳黑子周期和潮汐周期。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-655232.html

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厚的冰盖融化,已经均衡上升了500,并将继续上升200。同样,全球平均海平面上升了130,洋壳均衡下降了43(地壳与水的密度比大约为31)。所以,斯堪的纳维亚半岛并没有因为海平面上升而被淹没。对于没有冰盖的大陆,海平面的实际上升仅87,减少了三分之一。洋壳下降挤压下方岩浆流向大陆地壳底部,使沿海大陆均衡上升。由于地球表面是球面,洋壳下降,球面半径缩小,洋壳将插入到大陆地壳之下,使大陆边缘受到挤压和抬升。

气候变化导致的冰川期与温暖期交替,形成地表巨量海水在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移,相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动,推动地壳运动,达到地壳重力均衡。在地球的球面上,地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动,而且能产生地壳水平运动。


       20002035年全球地震活跃期:一张表看清当前地震形势

1889年以来,全球大于等于8.5级的地震共24次。在1889-1924年“拉马德雷”“冷位相”发生6(国外数据:2)次,在1925-1945年“拉马德雷”“暖位相”发生11)次,在1946-1977年“拉马德雷”“冷位相”发生11(7)次,在1978-2003年“拉马德雷”“暖位相”发生0次,在2004-2012年“拉马德雷”“冷位相”已发生6次。

规律表明,拉马德雷冷位相时期(PDO)是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了拉马德雷冷位相时期,2000-2030年是全球强震爆发时期和低温期,2004-2018年为特大地震集中爆发时期。我们在2005年和2008年就做出了准确的预测。

 表3  1890年特大地震和PDO冷位相对应关系

年代

8.5级以上地震次数

全球9级以

上地震次数

PDO时间位相

气候冷暖

全球

中国

1890-1924

64

1

0

1890-1924

低温期

1925-1945

11

0

0

1925-1946

温暖期

1946-1977

117

1

4

1957-1976

低温期

1978-1999

00

0

0

1977-1999

温暖期

2000-2035

66

0

2

2000-2035

极端低温事件频发,低温期?

括号内为1900年以来国外数据,?表示预测.2055-2090年为下一次拉马德雷冷位相时期(PDO)。美国大震预测就在2000-2035年拉马德雷冷位相时期和2055-2090年拉马德雷冷位相时期。

  帕克菲尔德断层每隔22年会发生一次极为相似的地震,但在全球变暖期的拉马德雷暖位相发生中断。在2000-2035年拉马德雷冷位相和2055-2090拉马德雷冷位相,在太阳黑子延长极小期,大震有可能发生。特别是在21世纪太阳黑子超长极小期的2021-2077年发生概率最大。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-24736.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-693635.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-636574.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-885530.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-885855.html

结论

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30-50年会更加强烈。

冰川消长,海平面升降,使大陆和海洋在小冰期和温暖期有方向相反的垂直均衡运动,大震间断就是动力方向转换造成的间歇期。

如果2000-2035年拉马德雷冷位相时期异常变暖,大震间断就是动力方向转换造成的间歇期。间歇期意味原来能量耗净,需要更多反向的积累能量,且下次大震将发生在2035-2055年的变暖时期。

如果2022-2035年拉马德雷冷位相时期异常变冷,美国大震预测就在2000-2035年拉马德雷冷位相时期和2055-2090年拉马德雷冷位相时期发生。

气候变冷可能导致被推迟的美国大震在2023-2025年月亮赤纬角最大值时期发生。


表4  1890-2012年全球8.5级以上地震、月亮赤纬角极值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

月亮赤纬角


1895-1897

发生1次


冷位相

最大值

1

1896-06-15

日本

8.5

冷位相



1904-1906

发生1次


冷位相

最小值

2

1906-01-31

厄瓜多尔

8.8

冷位相



1913-1915

未发生

冷位相

最大值


1922-1924

发生2次


冷位相

最小值

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



1931-1932

未发生


暖位相

最大值

5

1938-02-01

印尼班大海

8.5

暖位相



1940-1942

未发生


暖位相

最小值


1950-1952

发生2次


冷位相

最大值

6

1950-08-15

中国西藏

8.6

冷位相

最大值

7

1952-11-04

俄罗斯堪察加半岛

9.0

冷位相

最大值

8

1957-03-09

阿拉斯加

8.6

冷位相



1959-1960

发生1次


冷位相

最小值

9

1960-05-22

智利

9.5

冷位相

最小值

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



1968-1970

未发生


冷位相

最大值


1977-1979

未发生


暖位相

最小值


1986-1988

未发生


暖位相

最大值


1995-1997

未发生


暖位相

最小值


2005-2007

发生3次


冷位相

最大值

13

2004-12-26

印尼苏门答腊

9.1

冷位相

最大值

14

2005-03-28

印尼苏门答腊

8.6

冷位相

最大值

15

2007-09-12

印尼苏门答腊

8.5

冷位相

最大值

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



2014-2016

2023-2025

2032-2034

2041-2043

未发生

概率最大

概率大

概率最小


冷位相

冷位相

冷位相

暖位相

最小值

最大值

最小值

最大值

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

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

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1226754.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1276175.html 


参考文献

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http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1284586.html

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美国加州奥克兰附近恐发生7级大地震,恐威胁旧金山湾区数百万人

2021-04-29 13:00:23 来源: 世界你好

  美国地质调查局研究认为在美国加利福尼亚州奥克兰市东部的海沃德断层在未来30年内恐发生6级至7级大地震。

  

  海沃德断层位于美国加州奥克兰市以东-圣利安卓市-海沃德市-弗里蒙特市一线,根据美国地质调查局对该断层探槽研究发现该断层历史上曾经多次发生6级至7级地震活动。

  

  研究表明海沃德断层在1134年,1317年,1475年,1629年,1725年,1868年均发生过6级以上的地震活动,这6次强震间隔时间分别为183年,158年,153年,97年,142年,150年,平均间隔约147年左右。而海沃德断层最近一次强震距今已经150年了,鉴于该断层具备一定的地震活动规律性和强震复发性,因此判断海沃德断层未来30年内恐发生6级至7级地震。【目前海沃德断层发生6级至7级地震的概率为30%左右】。

  海沃德断层上一次发生强震为1868年,1868年10月21日清晨在美国加州旧金山湾东部发生6.8级左右的强烈地震,地震震感持续了40秒左右,地震发生时连遥远的内华达州都有明显震感,地震当时导致约30人死亡并且造成了重大的经济损失。【下图为美国地质调查局模拟的1868年美国加州旧金山湾东部海沃德断层强震烈度分布】

  

  美国地质调查局的研究认为海沃德断层也是美国目前最危险的断层;

  首先海沃德断层历史上的强震存在一定的周期性,该断层平均147年左右发生一次6级或者6级以上的强震,而海沃德断层最近一次强震是1868年发生的6.8级地震,目前该断层已经到强震发生的周期范围内了。

  第二、1868年海沃德断层发生6.8级地震的时候受灾区域的美国加州旧金山湾东部区域人口大约2.4万人,而目前美国加州旧金山湾东部区域人口已经超过240万人了,如果未来海沃德断层发生7级左右的地震可能将造成的伤亡是1868年那次强震的100倍【1868年海沃德断层发生的6.8级地震导致30人死亡,如果现在该断层发生7级左右的地震将造成超过3000人遇难】。

  鉴于以上2条判断目前美国最危险的断层应该是海沃德断层。

  鉴于美国加州奥克兰东部的海沃德断层已经进入了强震发生的周期范围内【海沃德断层强震间隔周期为97年至183年,而海沃德断层最近一次强震为1868年,距今已经150年了】,因此建议在美国居住的华人谨慎在海沃德断层附近居住。并且提醒当地华人加强防震意识,做好预防7级大地震的准备。

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