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1940-1981年7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：7、1、2、3、4、8、5、9、10、11、12、6。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1940-1981年7级以上地震目录及天文条件， 杨冬红对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，1947年7月29日发生在西藏朗县东南的7.7级地震，8月2日月大潮，7月30日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。

2006年5月16日接连发生两次7级以上强震。这一天的特殊天文条件是，月亮视赤纬角在南纬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。而当月亮视赤纬角最小值时，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，月亮视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1940-1981年7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5.2。1-4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。

           表5.2  中国1940-1981年7级以上地震的按月分布（杨冬红，2009）

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（3月20-22日）到夏至（6月21-22日），从秋分（9月22-24日）到冬至（12月21-23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。

从6月21日或22日夏至到9月22-24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，月亮视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12月21-23日冬至变到3月20-23日春分情况相似。

从3月20-23日春分到6月21日或22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，月亮视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9月22-24日秋分变到12月21-23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(慢)、西太平洋海面上升到最高(低)值(见图2. 2中的a)和日长变化(△LOD)取得极小(大)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1940-1981年7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1940-1981年7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。2011，54（4）：926-934.