2014-2016年全球进入特大地震频发期

                             杨学祥，杨冬红

韩永刚和李志安利用新的世界时高精度观测资料序列分析讨论了地球自转速率的变化特征，采用最大熵谱分析的方法得到这一运动中主要中短周期的参数。振幅最大的周期约为18.4年，其次是约 1.0年和0.5年的周期。18.4年的周期与约18.6年的月球轨道交点周期较接近，主要是月球轨道运动影响地球自转的结果，又因其他因素的影响，使实测值与理论值不完全相同。13.66天和27.55天的变化周期与月球的引潮力有关。有些周期，27.55天、0.5年和1.0年，其周期值和振幅值在这30余年间是比较稳定的。13.66天的周期也较稳定，只是其振幅存在约18年间隔的起伏，可能是月球轨道交点运动调制的结果。更多的周期，其周期值和振幅则具有时变的特征。值得指出的是，地球自转1.08年、2.12年、2.36年周期和月亮潮1.1年、2.2年合成周期对应。

表 1 近30余年来地球自转速率变化的主要周期的参数（韩永刚，李志安，2002）

Table 1 Paramers of main periods in the variation of the earth’s rotation in recentthirty odd years（Han Y G, Li Z A, 2002）

注：周期T（年），振幅A（ms），位相Ψ(^o)。原表引自文献[17]，对应因素一栏是笔者加的。

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^[18]。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（见图1）。

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^[18]。

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^[18]。

图1  1973年1月2日至2006年8月23日的地球日长变化, 纵轴ms是毫秒（据魏鸣等^[19]，2007）

雷鸣和欧阳首承运用地球的章动、地球转速和大气变化的关系，探索重大灾害天气的深层次原因^[19]。天文条件与气候变化的相关关系已经逐渐在气象学界得到重视和应用。

1986-1988年和2005-2007年为月亮赤纬角的最大值年，所以，1984-1985年和2005-2007年的日长变短；1977-1979年和1995-1997年为月亮赤纬角的最小值年，所以，1977-1979年和1995-1997年日长变长，对应关系非常明显（见图1）。

图2 1896-1978年8级以上地震分布（杨冬红等，2007）

图2是根据张家诚等人的公元前426年至公元1980年全球8级以上地震目录编绘的。在月亮赤纬角最小时的1905-1906年、1923-1925年、1941-1942年、1959-1960年、1977-1979年，地球平均扁率变大，地球自转变慢；月亮赤纬角最大时的1896-1897年、1913-1914年、1931-1932年、1949-1951年、1968-1970年，地球平均扁率变小，地球自转变快。8级以上地震高潮也有相应的约9年变化周期：1897- 1906- 1914- 1923- 1932-1941- 1950- 1960- 1971- 1978年。1890-1924年和1947-1976年的拉马德雷冷位相对应8级以上地震频发期，1925-1946年的拉马德雷暖位相对应8级以上地震的减少时期。

应该说明的是，1960年5月22日智利南部发生9.5级地震，释放能量相当于8.5级地震的30倍。因此，在月亮赤纬角最小时的1959-1960年地震活动也很强烈。20世纪共有4次9级以上特大地震都发生在一个很短的时期内：1952年11月4日堪察加发生9级地震，1957年3月9日阿拉斯加阿留申群岛发生9.1级地震，1960年5月22日智利发生9.5级地震，1964年3月28日阿拉斯加威廉王子海峡发生9.2级地震。因此，在1952-1964年和月亮赤纬角最小值时的1959-1960年地震活动也很强烈。这是地震与地球扁率变化和自转速度变化相对应的原因，也是强潮汐激发地震火山活动的原因。

在2005-2007年月亮赤纬角最大值时期，2004年12月26日，2005年3月28日、2007年9月12日印尼苏门答腊连续发生了3次8.5级以上地震；所以，我们预测在2014-2016年月亮赤纬角最小值时期将有同等规模地震的频繁发生。

根据全球8.5级以上地震连续发生的时间间隔频率，日本今后2-4次8.5级以上地震可能在2011年3月11日后的3年、4年半、7年、8年、11年发生，即2014年-2016年、2018-2019年和2022年发生。其中，发生在2014-2016年的可能性最大。

主要参考文献

1.      韩永刚，李志安. 地球自转速率变化主要中短周期的分析. 地球物理学进展. 2002,17 (2): 349-352. HAN Yonf-gang, LI Zhi-an. Analysis of Main Middle and ShortPeriods in the Variation of the Earth's Rotation. Progress in Geophysics. 2002,17 (2): 349-352.

2.      LiGuoqing. 27.3-day and 13.6-day atmospheric tide and lunar forcing onatmospheric circulation [J]. Adv. Atmos. Sci. 2005, 22: 359-374.

3.      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. YANG D H, YANG XX. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdown ofglobal warming. Progress in Geophysics(in Chinese), 2008, 23(6): 1813~1818

4.      杨冬红，杨德彬，杨学祥. 地震和潮汐对气候波动变化的影响[J]. 地球物理学报，2011，54（4）：926-934（Yang D H, Yang D B, Yang X X, The influenceof tides and earthquakes in global climate changes. Chinese Journal of geophysics (in Chinese), 2011, 54(4): 926~934）