两会建言关注潮汐组合研究

——潮汐组合对灾害的预测总结（4）

                             杨学祥，杨冬红

 

九、九级大震的预测：智利地震第一次验证了特大地震的活动规律

 

2010年2月27日凌晨，智利发生了8.8级强烈地震，释放的能量是前不久海地大地震的800倍。超过150万所房屋建筑倒塌。智利政府3月1日宣布，该国2月27日发生的里氏8．8级强烈地震已造成723人死亡，19人下落不明。

2000年进入拉马德雷冷位相时期，2004年12月26日、2005年3月29日和2007年9月13日 发生印尼苏门答腊的三次8.5级以上地震，2008年5月12日发生中国汶川的8级地震，2010年1月12日海地发生7.3级地震，然后紧接着又是2010年2月27日智利发生8.8级地震。地震专家认为，智利地震预示着全球地震活动可能进入高发期[1]。2004年印尼地震海啸发生以来，世界地震专家就不断提出特大地震频发期来临的警告。

美国地质调查局和南加州大学地震研究中心的专家于2008年 4月联合发布了一份地震预测报告。报告指出，美国加利福尼亚州在未来30年内发生能造成大面积破坏的强地震的可能性为99％。作为报告参与方之一的美国地质调查局解释说，科学家设计了一种新模型，以研究大地震的发生几率。他们发现，加州在2038年前不发生6.7级地震的几率只有 1％；同一时期，加州发生7.5级以上大规模地震的几率预计为 46％：其中，加州南部人口稠密地区遭遇地震的可能性最大。地质学家同时认为，加州最有可能发生地震的地区位于洛杉矶以东里弗赛德县的圣安德烈亚斯断层南段[2]。

不仅仅是美国，俄罗斯的研究人员也大胆预言，未来10年，全球将发生毁灭性大地震，其破坏力堪比2004年的印尼海啸。这一结论是基于俄地震学家所研制出的一种能记录地震生成过程并预测地震的模型。俄罗斯科学院国际地震预测理论和数学地球物理学研究所专家弗拉基米尔·科索博科夫说，这场地震的震中可能位于以下5个地区之一：美国和加拿大西部交界带、智利、克什米尔、印尼苏门答腊岛和安达曼群岛附近的印度洋[2]。俄罗斯的研究人员的预言现在已经得到证实。我们必须重尊历史，关注他们的警告。

统计数据表明，1889年以来全球大于等于8.5级的地震共有 21次。其中，在“拉马德雷”暖位相发生1次，其余全部发生在“拉马德雷”冷位相及其边界。2000 年后，地球逐步进入了拉马德雷冷位相时期，并将一直持续到 2035年。这期间会是全球强震爆发时期[2-4]。这一观点与上述国际科学界的最新研究结果吻合[2]。

我们对过去的一些数据分析后发现，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后，在2004年12 月26日印尼就发生了强地震海啸，并造成了巨大的人员伤亡和财产损失。印尼的地震海啸并非偶然，它和1952年11月4日堪察加发生的9级地展一样，拉开了特大强震集中爆发的序幕。暖位相末期，冰川融化，海平面上升所导致的地壳均衡运动（就像船的吃水线卸载上升，加载下沉一样）也是冷位相初期强震频发的一个原因。

我们的综合分析表明，接下来的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中的每一年（2010年，2014年，2018 年）及其前一年都是可能的发生年。而且由于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[2-7]。这和俄罗斯科学家预测的结果相吻合[2]。2010年发生特大地震的预测也得到证实。

智利地震第一次验证了特大地震的活动规律，这一规律还需更多数据的验证。中国首席地震预报专家孙世鋐最近指出，我觉得根据过去100年的地震历史的资料的分析，现在这个状态有可能进入一个地球的地震频发的这么一个时代。我们回顾一下，20世纪100年前60年，全球发生8.5级以上地震是7次，也就是从1964年的阿拉斯加8.5级地震以后，在之后的四五十年里面，全球就没有发生一次8.5级地震，就是说显示出来，这种强地震，尤其是特大地震，它是在某些时代发生，某些时代相对比较平静[1]。

全球进入特大地震频发期已经变为地震专家的共识。

气候变冷导致两极冰盖增加，海平面降低，地球扁率变小，地球自转变快；由于地壳均衡运动，两极冰盖压裂地壳，即增加质量的两极冰盖下沉，减少质量的赤道海洋地壳上升，从而使地球扁率增大，自转变慢。这两个过程都来自地壳加载或卸载后产生的均衡运动。

与此相反，气候变暖导致两极冰盖融化，海平面升高，地球扁率变大 ，自转变慢；由于地壳均衡运动，卸载的两极地壳上升，加载的赤道地壳下降，从而使地球扁率减小，自转变快。

均衡运动会导致地震火山活动的发生，所以，地震过后地球自转会发生突然变化。

据俄新社报道，俄罗斯科学家预言2018年前世界将发生大地震，破坏力堪比2004年的印尼海啸。该结论是基于俄地震学家所研制出的一种能记录地震生成过程并预测地震的模型。俄罗斯科学院国际地震预测理论和数学地球物理学研究所专家弗拉基米尔·科索博科夫说，这场地震的震中可能位于以下5个地区之一：美国和加拿大西部交界带、智利、克什米尔、印尼苏门答腊岛和安达曼群岛附近的印度洋。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。专家发现，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年阿拉斯加安德烈亚诺夫群岛发生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。现在，俄地震学家指出，在他们所研究的半径3000公里范围内的262个周期中，有124个地震周期出现活动加强的征兆^[8]。

 

1．  地球自转加速度的四年变化

 

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。平缓的变化可能是由于地幔与地核的角动量交换，但突然变化的原因现在还不清楚。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。这个现象有无特别的物理意义，现在尚难断定。季节性的日常变化约为0.6毫秒，相当于±60×10^-10，并且各年几乎相同。季节性的加速度约为±650×10^-10/年。这个变化主要是由于风引起的，但潮汐也有影响^[9]。

               图1 大震引发的地球自转加速度的准四年变化

 

2．  强潮汐的准四年周期

 

2004年，我们在研究特大潮汐时，意外发现月亮近地潮和太阳近地潮有四年周期的叠加关系，与地球自转加速度四年周期变化一一对应。由于这个变化受到日月大潮的强烈干扰，所以潮汐强度表现为准两年震荡、准四年震荡和准六年震荡，并且叠加日有规律地递进变化。在地球近日点(1月3-4日)附近，月亮近地潮和日月大潮的叠加形成最强的特大潮汐^[10,11]。

从1951年到1977年，1月6日和8日的月亮近地潮与1月3-4日的太阳近地潮叠加每四年重复一次，有四年准周期。递进变化是有规律的。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，对应准四年变化周期，。这种情况一直延续到1977年才由1月17日变为1月16日。而且，同日的日月大潮消失。四年周期中，有时三年情况重复，有时两年情况重复，四年中有一年为最强潮汐，位置不断变动，最强潮汐年的准四年变化可持续6-8个周期(见表1)。预计在月亮近地潮、日月大潮与1月3-4日的太阳近地潮当日叠加将形成最强潮汐，造成全球最严重的自然灾害。月亮近地潮和太阳近地潮准四年周期的叠加关系与全球灾害有很好的对应性，这为强潮汐导致全球灾害提供了新的证据^[12-20]。根据潮汐强度判断，起始于1953年的地球自转加速度4年变化可能延续到1969年，在1973年减弱，1977年消失。1966年、1970年、1974年、1978年具有相同的潮汐条件。

 

表1 月亮近地潮和太阳近地潮准四年周期叠加

                                                                 

            近地点            日   月    潮汐强度   厄尔尼诺年（E）

   年  月  日   时    农历    大   潮    弱w  强s   拉尼那年（L）

                                                                  

  1951  1  6   20.8    29     8   23       s        E

  1952  1 26   20.1    30    12   27       ss       E，强震

  1953  1 17    7.0    3     30 15 30      s        E

  1954  1 10   17.8    6      5   19       ww       L

 

  1955  1  6   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，强震

  1958  1  9    7.7    20     6   20       0        E

                                                

  1959  1  6    4.6    27     9   25       0        大旱灾

  1960  1 26   17.8    28    14   28       s        大旱灾，强震

  1961  1 17    7.0    1      2   17       sss      大旱灾

  1962  1  8   21.9    3      6   21       s        大旱灾

                                                       

  1963  1  4   16.2    9     10   25       www      E

  1964  1 26    9.3    12    15   29       0        E-L，强震

  1965  1 17    8.5    15     3   17       sss     L-E

  1966  1  8   18.3    17     7   21       ss      E

 

1967  1  1   17.8    21    11   26       w       L

  1968  1 25    7.6    26    16   30       ww      L

  1969  1 17    8.1    29*    4   18       ss      E

  1970  1  8   17.9    1      8   22       sss     E-L

 

1971  1 28   18.5    2     11   27       ss      L

  1972  1 22   13.6    7     1 16 30       www     E

  1973  1 17    4.8    14     4   19       s       E

  1974  1  8   19.3    16     8   23       sss     L

 

1975  1 28   17.3    17    12   27       ss      L

1976  1 20   21.4    20    1 17 31       0       L-E 

1977  1 16   18.2    27     5   19       0       E 

1978  1  8   20.2    29*    9   24       ss       大旱灾

 

1979  1 28   17.9     1     28   13      sss

1980  1 20    9.9    3       2   18      s

1981  1 15   11.5    10     06   20      ww

1982  1  8   19.5    14     25   10      s         E

 

1983  1 28   19.4    15     14   29      ss        E

1984  1 20    5.6    18     03   18      s          

1985  1 12   11.5    22     21   07      ww

1986  1  8   15.4    28     10   26      s         E

 

1987  1 28   19.2    29*    29   15      ss        E

1988  1 20    4.9    2      19   04      ss

1989  1 11    6.8    4      08   22      0

1990  1  8    2.9    12     27   11      0

 

1991  1 28   16.5    13     16   30      s         E

1992  1 20    6.2    16      5   20      sss       E

1993  1 10   20.2    18     23    8      s         E

1994  1  6    9.0    25     12   27      www       E

 

1995  1 28    7.4    28     31   17      0         EL

1996  1 20    7.1    1      20    6      sss       L

1997  1 10   16.9    2       9   23      ss        L

1998  1  3   16.7    5      13           w         E,L

1998  1 30   22.2    3      28           s

 

1999  1 27    5.3   11      17    2      ww         L

2000  1 20    6.8   14       7   21      ss         L

2001  1 10   17.0   16      24   10      sss

2002  1  2   15.3   19      13   29      s          E

 

2003  1 24    6.6   22       3   18      www

2004  1 20    3.4   29      22    7      s         强震

2005  1 10   18.1   1       10   25      sss

2006  1  2    6.8   3       31(上年12月) s          E

2006  1 30   15.9   2       29   14      ss

 

2007  1 22   20.6   4       19    3      0          L

2008  1 19   16.5   12       8   22      0          E?

2009  1 10   18.8   15      26   11      ss         E?

2010  1  2    4.6   18      15   1       ss

 

2011  1 22    8.1   19       4   20      s          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。

 

按表1的连续4年排序，第一次连续四年的最强和较强潮汐发生在第三年（即，1953年、1957年、1961年、1965年、1969年），第二次发生在第四年（1966年、1970年、1974年、1978年），第三次发生在第一年（1971年、1975年、1979年、1983年，1987年），第四次发生在第二年（1988年、1992年、1996年、2000年），第五次重复发生在第三年（1997年、2001年、2005年、2009年）。每次出现4-5个周期，两次之间时间有重叠，这是地球自转变化3-4年变动周期的原因。根据变化规律，第六次重复应该发生在第四年（2006年，2010年，2014年，2018年，2022年）。

计算结果表明，月亮在赤道时产生的半日潮使气圈、水圈和液核分别有54181864、43275和3103km³的体积绕固体地球向西运动，形成赤道高空风、西向海潮和液核表层西向漂移。由于地形的阻挡，形成大气、海洋和液核的涡旋、湍流和异常大潮以及冷暖海水的上下和东西向振荡与混合。岩石圈和下地幔分别有2754和10599km³的体积胀缩，是其中熔融部分流动、上涌和喷发的动力。太阳相对地球在南北回归线之间的摆动，使流体相对固体南北振荡与混合。地球在春分和秋分扁率变为最大，形成赤道大潮，两极高纬地区分别有6605998、5251和368km³体积的大气、海水和液核流体通过临界纬度（35^o）流向赤道，并在科氏力和西向引潮力作用下加速向西漂移，使各圈层自转速度变小，差异旋转速度增大，高纬地区排气排液活动强烈，其中大气对流层日长增加最为显著，为97秒，是岩石圈日长增加值（0.00027秒）的359259倍。地磁活动在两分点达到最大值是其证据。这是两极冷水入侵赤道并使大洋西部暖水变冷的主要原因^[12]。

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^[2]。第一次连续四年的最强和较强潮汐发生在第三年（即，1953年、1957年、1961年、1965年、1969年，见表1），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。

1889年以来，全球大于等于8.5级的地震共21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1（1）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2004-2008年“拉马德雷”“冷位相”已发生3次。规律表明，拉马德雷冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了拉马德雷冷位相时期，2000-2035年是全球强震爆发时期^[1,12,13]。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，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第六次最强和较强潮汐重复时期（2006年，2010年，2014年，2018年，2022年）^[2]。俄罗斯科学家预言2018年前世界将发生大地震，破坏力堪比2004年的印尼海啸^[8]。这一预测符合最强和较强潮汐准四年变化规律^[10,11]。

我们在2008年7月指出，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中的每一年（2010年，2014年，2018 年）及其前一年都是可能的发生年。而且由于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[2-7]。这一预测得到2010年2月27日智利8.8极大地震的证实。

 

 

参考文献

 

1．     孙世鋐，水均益。专家解析：目前是否为地震高发期。2010年03月02日19:17 央视《环球视线》。http://news.sina.com.cn/w/2010-03-02/191719772755.shtml

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3．     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

4．     杨冬红，杨学祥。“拉马德雷”冷位相时期的全球强震和灾害。西北地震学报。2006，28（1）：95-96

5．     杨冬红，杨学祥。澳大利亚夏季大雪与南极海冰三个气候开关。地球物理学进展。2007，22（5）：1680-1685。

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7．     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 Vol. 23 (6): 1813～1818

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9．     傅承义。地球十讲。北京：科学出版社，1976。55-57

10．  杨学祥，杨冬红。地球自转准四年周期及其在厄尔尼诺中的作用。 2004-6-18光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=471

11．  杨学祥，杨冬红。地球自转准四年周期及其在厄尔尼诺中的作用。2004-6-18上海环境热线.绿色论坛。http://www.envir.online.sh.cn/forum/20043467.htm

12．  杨学祥.  2001年发生厄尔尼诺事件的天文条件[J]. 地球物理学报.2002,45(增刊):56-61

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14．  杨冬红，杨学祥。“拉马德雷”冷位相时期的全球强震和灾害。西北地震学报。2006，28（1）：95-96

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17．  杨学祥. 海底扩张的潮汐模式. 大地测量与地球动力学. 2003,23(2): 77-80.

18．  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

19．  杨冬红 , 杨学祥. 潮汐和地震对全球气候变化的影响. 沙漠与绿洲气象， 2007，1（4）：5-12。

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