唐山地震40周年：发现地震发生机制和规律避免重蹈覆辙

                                 杨学祥

马克斯·普朗克格言：一个新的科学真理取得胜利，不是通过让它的反对者信服，而是通过这些反对者的最终死去，熟悉它的新一代成长起来。

唐山地震40周年验证的理论：耿庆国的“旱震理论”、汤懋苍的“地热涡学说”和杨冬红的洪涝-干旱-地震灾害链。

今天是唐山地震40周年，尊重历史，查清地震预测真相，避免重蹈覆辙，这才是对唐山地震24万死去亡灵的最好纪念。

河北地震的群发现象及其构造活动背景

唐山地震（也叫唐山大地震），1976年7月28日北京时间03时42分53.8秒。中国河北省唐山、丰南一带（东经118.2°，北纬39.6°）发生了强度里氏7.8级（矩震级7.5级），震中烈度Ⅺ度，震源深度23千米的地震。地震持续约12秒。有感范围广达14个省、市、自治区，其中北京市和天津市受到严重波及。强震产生的能量相当于400颗广岛原子弹爆炸。整个唐山市顷刻间夷为平地，全市交通、通讯、供水、供电中断。唐山地震没有小规模前震，而且发生于凌晨人们熟睡之时，使得绝大部分人毫无防备，造成24.2万人死亡，重伤16.4万人，名列20世纪世界地震史死亡人数第一。直接财产损失达30亿元以上。

1976年7月28日，河北省唐山、丰南一带发生7.8级强烈地震，共死亡24.2万多人，重伤16.4万多人。1966年3月8日和3月22日，河北省邢台先后发生了6.8级和7.2级强烈地震，8064人丧生，3.8万余人受伤。从1966年邢台地震之后，一连串令人类震惊的大震，像一幕幕戏剧般在中华大地连续上演。1967年3月沧州河间6.3级地震。1969年7月8日渤海7.4级地震。1970年云南通海发生7.7级大地震。1973年2月四川炉霍7.9级地震。1974年5月云南昭通7.1级地震。1975年2月4日7.2级海城地震。1976年，震惊世界的7.8级唐山地震的发生，结束了十年的地震历史。强震的历史还会重演吗？

值得关注的是，上述9次地震，有5次发生在河北，一次发生在河北的近邻辽宁，河北地震群发的原因是什么？

耿庆国的“旱震理论”

从历史记载的干旱记录和近百年的气象资料查询结果，耿庆国得出来以下结论：六级以上的大地震的震中区，震前一至三年半时间内往往是旱区。旱区面积随震级大小而增减，在旱后的第三年发震时，震级往往比旱后第一年发震增大半级。

邢台地震由两个大地震组成：1966年3月8日5时29分14秒，河北省邢台专区隆尧县（北纬37度21分，东经114度55分）发生震级为6.8级的大地震，震中烈度9度强；1966年3月22日16时19分46秒，河北省邢台专区宁晋县（北纬37度32分，东经115度03分）发生震级为7.2级的大地震，震中烈度10度。两次地震共死亡8064人，伤38000人，经济损失10亿元。这是一次久旱之后的大震。

1966年3月8日5时29分，在河北省邢台地区隆尧县东，发生了6.8级强烈地震，震源深度 10公里，震中烈度为 9度强。继这次地震之后，3月22日在宁晋县东南分别发生了6.7级和7.2级地震各一次，3月26日在老震区以北的束鹿南发生了6.2级地震，3月29日在老震区以东的巨鹿北发生了6级地震。从3月8日至29日在21天的时间里，邢台地区连续发生了5次6级以上地震，其中最大的一次是3月22日16时19分在宁晋县东南发生的7.2级地震。〔6.8级地震波及142个县市，7.2级地震破坏范围包括136个县市。有感范围北到内蒙多伦，东到烟台，南到南京，西到铜川等广大地区。〕这次地震震源深度9公里，震中烈度为10度、这一地震群统称为邢台地震。

1972年华北大旱，由锦州、唐山、新县三个特旱区，西南也大旱，都在一至三年半的时间发生地震。西南大旱区于1973年2月6日发生了四川炉霍7.9级大地震，1974年5月11日发生了云南昭通7.1级地震。华北大旱区于1975年2月4日发生海城大地震，1976年7月28日发生了唐山大地震。

旱震理论的准确表述是：

在月亮和太阳对地球产生的万有摩擦力的作用下，地下岩浆是流动的，流动的岩浆有时会形成旋转上升的岩浆旋泉，岩浆旋泉会在这一地区的下面形成一个高温岩浆洞，使得这一地区的地温长时间较高，地温升高会将地下水蒸发，并会使这一地区的气温升高，空气上升，阻碍高空冷暖空气的汇合，造成这一地区无法降雨形成干旱，同时还会使这一地区的地壳变薄，承受力变小，容易破裂。在高温岩浆洞的底部，流动的岩浆容易再次形成岩浆旋泉，这时形成的岩浆旋泉阻力小、威力大，它能将地壳顶破，引发地震，因此干旱后容易发生地震。

在地震前，由于地下岩浆的旋转带动着地上空气的旋转，旋转的空气中心气压较小，所以会出现日平均气压最低的现象。由于岩浆旋泉会把温度很高的岩浆从下地幔或外核输送到上地幔，热量会扩散到大气中，会使气温升高，所以会出现日平均气温、日最高气温、日最低气温最高的现象。又因旋转的岩浆会产生磁场，当磁场较强时，磁场中的分子容易放热，这又会使气温降低，所以会出现日最低气温最低的现象。由于临震前气温的降低，空气会下沉，冷暖空气在此汇合会形成降雨，因此会出现日降水量最大的情况。

汤懋苍的“地热涡学说”得出的结论

江灏和汤懋苍分析了１９７６年唐山大地震前的地热涡活动，研究了地热涡活动与唐山大地震的关系，追踪了有关地热涡的发展演化史及其合并活动对有关地震的影响．研究表明，唐山大地震前我国大华北地区有巨大的地热涡群活动，与邢台地震前地热涡的成群聚集类似，并且同样在地震爆发前发生地热涡合并．这一现象是大华北地区强地震发生的重要前期事件之一。

这就从理论和实践上验证了“旱震理论”。

构造干旱与地震

我们在2009年2月9日指出，著名气象学家汤懋苍的地热涡理论曾受到国际气象界的关注，在富集地热的地区，有地下水源则含水热气生成巨量云层，降雨充沛，如雅鲁藏布江大峡谷的墨脱地区；缺水则干燥热气蒸腾，烘烤尽土壤水分，造成赤地千里，其前提条件是长期无降水，所形成的干旱称为构造干旱。

无降水的干旱为地表缺水的表层干旱，称为气象干旱，一旦有了降水就会得到缓解。而构造干旱是地下缺水的深度干旱，即使有少量降水也无法缓解。构造干旱的特点是面积大，范围广，时间长，与地热带、构造带和地震带分布和地震周期有关。

能产生降水再循环的不仅有陆地植物的蒸发作用，还有热点和构造活动的释热释气作用。雅鲁藏布江“大峡弯”是地球强构造活动的热点，也是全球降水量最多，热带森林纬度最高的气候变化启动区[4，5]。热点和构造活动对气候的影响有两个方面，其一是增大温度梯度加强大气对流，其二是把地下水和地幔水带到大气参加降水循环，对比马宗晋等给出的20世纪中国大陆及邻区五个地震活动幕的时空分布[6]和高庆华等给出的20世纪中国七大江河流域严重洪涝灾害发生年份[7]，可以明显看到地震活动与特大洪涝灾害之间的对应关系。对比全球地震带，沙漠带，构造活动带和水系分布图可以发现，沙漠区主要分布在无地震，少水系、构造相对稳定的地台和地盾，如撒哈拉大沙漠、阿拉伯半岛和澳大利亚西部[8-10]。

由此可见，热点和构造活动的释热释气是降水再循环不可忽视的一个环节。地热不仅能造成干旱，而且能造成洪涝。沙漠区主要分布在无地震，少水系、构造相对稳定的地台和地盾，表明地热在降水过程中的不可替代作用。

旱震理论讨论的干旱与地震关系，指的是构造干旱与地震的关系，其认定和发展对预测干旱和预测地震均有重要的实践意义。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-213723.html

邢台干旱和地震前发生了强降水

1963年，邢台遭遇特大洪水，上游水库接溃坝，导致邢台地委、专署机关均被洪水包围。http://news.sohu.com/20160724/n460727846.shtml

相关背景：

1947-1976年为拉马德雷冷位相时期；

1959-1960年为月亮赤纬角最小值时期；

1963年发生厄尔尼诺；

1964年发生拉尼娜；

1966年邢台地震

邢台地震由两个大地震组成：1966年3月8日5时29分14秒，河北省邢台专区隆尧县（北纬37度21分，东经114度55分）发生震级为6.8级的大地震，震中烈度9度强；1966年3月22日16时19分46秒，河北省邢台专区宁晋县（北纬37度32分，东经115度03分）发生震级为7.2级的大地震，震中烈度10度。这是一次久旱之后的大震。

1966年3月8日5时29分，在河北省邢台地区隆尧县东，发生了6.8级强烈地震，震源深度 10公里，震中烈度为 9度强。继这次地震之后，3月22日在宁晋县东南分别发生了6.7级和7.2级地震各一次，3月26日在老震区以北的束鹿南发生了6.2级地震，3月29日在老震区以东的巨鹿北发生了6级地震。从3月8日至29日在21天的时间里，邢台地区连续发生了5次6级以上地震，其中最大的一次是3月22日16时19分在宁晋县东南发生的7.2级地震。〔6.8级地震波及142个县市，7.2级地震破坏范围包括136个县市。有感范围北到内蒙多伦，东到烟台，南到南京，西到铜川等广大地区。〕这次地震震源深度9公里，震中烈度为10度、这一地震群统称为邢台地震。

相关背景：

1947-1976年为拉马德雷冷位相时期；

1959-1960年为月亮赤纬角最小值时期；

1965年发生厄尔尼诺；

1967年发生拉尼娜；

2016年邢台洪灾

央广网北京7月24日消息（记者管昕王志达）据中国之声《新闻纵横》报道，7月19日开始，河北邢台遭遇入汛以来最强降雨过程，局部地区降水量突破历史极值。20日凌晨，七里河的洪水在大贤桥处溢流，开发区12个村庄进水，其中大贤村伤亡最为严重，共有8人死亡，1人失踪，多名儿童遇难。截至23日上午九点，洪灾共造成邢台市25人死亡，13人失踪。

据邢台市政府消息，截至7月24日16时，洪涝灾害已造成34人死亡，13人失踪。目前，邢台市还有43个村，9200多户村民未恢复供电。

19日到21日，邢台市发生连续强降雨，暴雨出现范围为历史最大，多个站点的日降雨量突破极值。在特大强降雨作用下，邢台市西部山区大面积山洪暴发，水库暴涨，河道满溢，行洪区被淹，滞洪区滞洪。截至24日8时，邢台市6座大中型水库仍超汛限水位运行。

http://difang.gmw.cn/newspaper/2016-07/26/content_114560100.htm

相关背景：

2000-2030年为拉马德雷冷位相时期；

2015-2016年发生极强厄尔尼诺；

2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期；

2016-2017年可能发生拉尼娜；

相似性

1963年邢台特大洪水和2016年邢台洪灾有相似的相关背景，起源于同样的激发机制，值得我们深入研究和借鉴。

邢台下一场灾害是什么？

1960-1976年华北洪水-干旱-地震路线图

研究表明，点源激发的球面大气流动在传播过程中的能量密度变化，与单位时间扩散的大圆周长C成反比。设大气流动的总能量为Q，能量密度为δ，穿过的面积为S=Cl = 2πRlsinφ，l为单位弧长，R为地球半径，则有

δ= Q/S = Q/ (Cl) = Q/ (2πRlsinφ)                               (1)

其中，圆心角φ为点源和地心连线与大圆上任一点和地心连线的夹角。同样，在球壳中点源喷射造成的球面对流，也会有扩散、集中、返回的震荡过程（见图2）。

图1  点源激发的大气流动在球面上的能量密度变化(杨冬红，2009)

由（1）式可知，在φ= 0和φ= π时，能量密度δ为无穷大，在φ= π/2时，即经过地表最大圆时，能量密度δ最小。这就是说，假定大气流动总能量在传播中无损耗，点源及其地心对称点处的能量密度最大（杨冬红, 2009）。

这一模型既可以解释北极大气和海洋等位面下降导致北半球低温暴雪频发和南极大陆沿海异常变暖，也可以解释震洪链、旱涝链和高温暴雨链的发生原因：构造干旱或地震导致热气上升，沿球面回流形成暴雨，多次循环，形成旱涝链或震洪链。

2003年12月23日22时左右，“重庆开县井喷”发生，历时84小时，大约17.5至21百万立方米石油天然气喷入大气中；2004年9月2至5日，开县惨遭200年一遇特大暴雨洪灾，部分地区为500年一遇。2008年5月12日四川汶川发生8 级地震；2009年7月4日地震灾区遭遇“7.14”暴雨洪涝灾害。2013年4月20日四川雅安发生7级地震；7月7日晚至10日，强降雨侵袭四川，成都、雅安、乐山、眉山、德阳、绵阳大部及广元市西部出现了区域性暴雨，都江堰气象站日降水量已超过有记录以来的最大值。2013年8月6日14时，在全国2418个国家级自动监测站中，高温排行前十名全部超过40℃，其中，浙江8个地区榜上有名，浙江余姚的气温更是达到了42.1℃；2013年10月9日），在福建登陆的台风“菲特”，却让浙江东部的余姚受遭受了百年一遇的降雨，70%以上城区受淹，主城区城市交通瘫痪。受灾人口超过83万人。点源喷发导致的大气环流是合理的数学模型，能量在喷发点及其球对称点达到最大值（见图1）。这可以解释，为什么2016年中国暴雨洪涝，美国高温干旱。

2016年中美分别处于两半球的涝旱两极，是对点源激发的球面大气环流的最精彩的说明，北美长期干旱是否会导致特大地震发生，也将是对旱震理论和地热涡理论的一次实践检验。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-992780.html

根据1963-1976年邢台暴雨-干旱-地震链，在2016年发生邢台洪灾之后，3年内连发大旱，我们就必须做好迎接强震的准备。

参考文献

1．  杨学祥. 气候波动、沙漠化与人类知识结构..   中国学术期刊文摘（科技快报）. 2000，6（8）： 1003~1005

2．  汤懋苍，钟大赉，李文华等.雅鲁藏布江“大峡湾”是地球热点的证据.中国科学，D辑，1998，28（5）：463~468

3．  马宗晋，杜品仁. 现今地壳运动问题. 北京：地质出版社.  1995，99~102

4．  高庆华，张业成，张春山.  论我国洪涝灾害不断加剧的地质环境因素.  见：邓乃恭，雷伟志主编. 大陆构造及陆内变形暨第六届全国地质力学学术讨论会论文集北京：地质出版社.1999，180~184

5．  杨学祥. 降水能源变化与未来地下水危机. 科学. 1999，51（1）：46~48

6．  杨学祥，陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震. 2000，20（3）

7． 杨学祥. 全球变暖、构造运动与沙漠化.地壳形变与地震. 2001,21（1）：15~23

8.    江灏，汤懋苍。地热涡合并与１９７６年唐山大地震。西北地震学报。1998，20（1）：47-50。

9.   杨冬红, 杨学祥.北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(2): 610-615.