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学术争论的典范：关注季风和潮汐对中国地震的影响
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学术争论的典范：关注季风和潮汐对中国地震的影响
杨学祥，杨冬红
学术争论的由来；中国7级以上地震的季节性特征是否靠谱？
2014年6月2日，网友秦四清在科学网发表博文：杨老师给出的《中国7级以上地震的季节性特征》分析不靠谱。
杨学祥老师在博文《中国7级以上地震的季节性特征》指出：根据中国1940-1981年7级以上地震目录及天文条件， 杨冬红根据1940-1981年中国7级以上地震的统计结果（表1）得出以下结论“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。”（链接：http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-799722.html）
表1 中国1940-1981年7级以上地震的按月分布（杨冬红，2009）
月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
地震次数 | 8 | 7 | 7 | 6 | 5 | 0 | 9 | 6 | 3 | 3 | 3 | 3 |
图1 中国1940-1981年7级以上地震的按月分布
以上得到的统计规律正确吗？为此，秦四清对公元前70.6.1-1969.7.18间，发生在中国的Ms
7.0级地震（表2，共计122个事件）进行了分析。由于1896年7级地震没有具体月份，该事件不在统计范围内。统计结果列于表2和图2。
表2 公元前70.6.1-1969.7.18间, Ms7.0级以上地震的月分布频次（秦四清，2014）
月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
地震次数 | 9 | 7 | 11 | 12 | 6 | 10 | 15 | 14 | 12 | 7 | 5 | 13 |
图2 公元前70.6.1-1969.7.18间, Ms7.0级以上地震的月分布频次
可看出排列次序为：7、8、12、4和9、3、6、1、2和10、5、11。除7月份排名第一和杨老师的结果相同外，其它月份不同。6月份发生的大震还是不少的。
秦四清认为，若根据统计分析得出靠谱的结论，得需要一定样本数量的时空数据。样本数量越大，统计分析得到的结论才有一定可信度。
http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-799754.html
问题是，统计结果主要是看变化趋势，并非是每个细节都必须完全相同，否则将重蹈“白马非马”的覆辙。图表1-2数据表明，7月是中国地震的第一高峰期，1月或12月是第二高峰期，与季风变化对中国地震的影响相对应。6月份发生的大震数量差别不影响这一统计结论。图表2出现的3-4月地震第三高峰是潮汐季节性变化的结果。
新的数据证据
表3 中国1890-1924年7级以上地震的地区和月份分布
月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 合计 |
西藏 | 2 | 1 | 3 | ||||||||||
新疆 | 3 | 2 | 1 | 6 | |||||||||
广东 | 1 | 1 | |||||||||||
四川 | 1 | 2 | 3 | ||||||||||
云南 | 1 | 1 | |||||||||||
吉林 | 1 | 1 | 2 | ||||||||||
宁夏 | 2 | 2 | |||||||||||
台湾 | 1 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 1 | 10 | |||||
东海 | 1 | 1 | |||||||||||
中国 | 3 | 1 | 1 | 3 | 2 | 5 | 6 | 2 | 2 | 4 | 29 |
图3中国1890-1924年7级以上地震的月份分布与拉马德雷冷位相对应
表4 中国1925-1946年7级以上地震的地区和月份分布
月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 合计 |
西藏 | 1 | 1 | |||||||||||
新疆 | 1 | 2 | 1 | 4 | |||||||||
山东 | 1 | 1 | |||||||||||
四川 | 1 | 1 | |||||||||||
云南 | 1 | 1 | 1 | 3 | |||||||||
甘肃 | 1 | 1 | 2 | ||||||||||
青海 | 1 | 1 | |||||||||||
台湾 | 1 | 1 | 2 | 3 | 7 | ||||||||
南海 | 1 | 1 | 1 | 3 | |||||||||
黑龙江 | 1 | 1 | 2 | ||||||||||
中国 | 2 | 1 | 2 | 2 | 3 | 1 | 5 | 3 | 6 | 25 |
图4中国1925-1946年7级以上地震的月份分布与拉马德雷暖位相对应
表5 中国1947-1976年7级以上地震的地区和月份分布
月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 合计 |
西藏 | 2 | 2 | 1 | 5 | |||||||||
新疆 | 1 | 2 | 1 | 1 | 5 | ||||||||
内蒙 | 1 | 1 | |||||||||||
四川 | 1 | 1 | 1 | 2 | 5 | ||||||||
云南 | 1 | 1 | 3 | 5 | |||||||||
吉林 | 1 | 1 | |||||||||||
河北 | 1 | 2 | 3 | ||||||||||
青海 | 1 | 1 | 2 | ||||||||||
辽宁 | 1 | 1 | |||||||||||
甘肃 | 1 | 1 | |||||||||||
渤海 | 1 | 1 | |||||||||||
黑龙江 | 1 | 1 | |||||||||||
台湾 | 4 | 2 | 3 | 2 | 1 | 1 | 3 | 2 | 18 | ||||
南海 | 1 | 1 | |||||||||||
中国 | 6 | 7 | 6 | 6 | 4 | 0 | 7 | 6 | 2 | 3 | 3 | 0 | 50 |
图5中国1947-1976年7级以上地震的月份分布与拉马德雷冷位相对应
表6 中国1977-1999年7级以上地震的地区和月份分布
月份 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 合计 |
西藏 | 1 | 1 | |||||||||||
新疆 | 1 | 1 | 1 | 3 | |||||||||
青海 | 1 | 1 | |||||||||||
四川 | |||||||||||||
云南 | 1 | 2 | 3 | ||||||||||
吉林 | 1 | 1 | |||||||||||
宁夏 | |||||||||||||
台湾 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 2 | 10 | ||||||
中缅交界 | 1 | 1 | |||||||||||
中国 | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 1 | 4 | 1 | 4 | 2 | 20 |
图6 中国1977-1999年7级以上地震的月份分布与拉马德雷暖位相对应
季风影响中国地震的地球物理机制：海洋跷跷板运动
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）。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。
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。这是图表1-5出现规律性特征的另一个原因。http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-799754.html
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。
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）
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。
从潮汐使地球形变和地球自转速度变化的角度来看，3月末4月初、6月末7月初、9月末10月初、12月末1月初，是地球形变和自转速度变化的转折点，对地震激发有重要作用。
结论
图表3-6中可以看到中国7级以上地震具有明显的季节性特征，从潮汐使地球形变和地球自转速度变化的角度来看，3月末4月初、6月末7月初、9月末10月初、12月末1月初，是地球形变和自转速度变化的转折点，对地震激发有重要作用。
季风作用在拉马德雷冷位相时期特别明显：7-8月和12-1月中国7级以上地震出现明显的两次高峰（见图表3和5）。原因在于拉马德雷冷位相增强拉尼娜事件，使西太平洋海面异常增高，加大了跷跷板效应。
http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=310914
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-486120.html
由于2016年7-8月为弱潮汐时期，关注2016年7-8月的地震活动。
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.
杨学祥, 韩延本, 陈震, 等. 强潮汐激发地震火山活动的新证据[J]. 地球物理学报, 2004, 47(4): 616-621.
杨学祥, 陈殿友. 地球差异旋转动力学, 长春：吉林大学出版社,1998。
ElizabethS. Cochran, John E. Vidale, and Sachiko Tanaka. Earth Tides Can Trigger ShallowThrust Fault Earthquakes [J]. Science. 2004, 306: 1164-1166.
Métivier,Laurent; de Viron, Olivier; Conrad, Clinton P.; Renault, Stéphane; Diament,Michel; Patau, Geneviève. Evidence of earthquake triggering by the solid earthtides [J]. Earth and Planetary Science Letters, 2009, 278(3-4): 370-375.
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-988321.html
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