基本信息
- 項目名稱：
- 潮汐應力與全球地震發(fā)震時間關系研究及固體潮時鐘法的提出
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 計算了全球420747個4級以上地震的太陽黃經(jīng)和月太黃經(jīng)差，全球7級以上地震（共計2013個）震源位置的日（半日）周期固體潮理論波形，系統(tǒng)研究了發(fā)震時刻在年、月、日三種固體潮波形上的分布規(guī)律，結合地震所屬板塊邊界、板內(nèi)區(qū)域、地理緯度等進行了分類統(tǒng)計,研究發(fā)現(xiàn)： 1.地震的發(fā)生時刻在理論固體潮半日波0°、90°、180°及270°相位附近分布明顯集中。 2.地震發(fā)生在固體潮月周期波各相位時段的分布比較均勻，表明全球地震發(fā)震時間與農(nóng)歷月相之間關系不顯著； 3.地震發(fā)生在太陽黃經(jīng)冬夏略多于春秋； 4.提出了一種短臨預測方法——“固體潮時鐘法”。并通過18個地震序列的計算，以及地震序列的固體潮相位，對“固體潮時鐘法”進行了檢驗，可以達到較高的報準率； 5.利用薄殼理論，計算了地殼的薄膜應力，表明水平方向拉張性的薄膜應力,能夠達到使20Km厚的巖石圈發(fā)生張性斷裂的強度； 6.結合巖石破裂實驗，對固體潮汐應力與地震之間作用關系進行了機理分析； 7.同時進行了板塊運動力源問題的探討,并提出: 引潮力對板塊及地幔物質的外力作用方式，可通過“震蕩搓揉”的動力機制。從十個方面對這一猜想進行了論證和力學計算。
- 詳細介紹：
- 本研究計算了全球420747個4級以上地震時刻的太陽黃經(jīng)（對應固體潮年周期波相位）和月太黃經(jīng)差（對應固體潮月周期波相位），以及1900年至汶川地震以來全球所有7級以上地震（共計2013個）震源位置的日（半日）周期固體潮理論波形，系統(tǒng)研究了發(fā)震時刻在年、月、日三種固體潮波形上分布規(guī)律，結合地震所屬板塊邊界、板內(nèi)區(qū)域、地理緯度等進行了分類統(tǒng)計,研究發(fā)現(xiàn)： 1.全球7級以上地震發(fā)震時刻在理論固體潮半日波0°、90°、180°及270°相位附近分布明顯集中，即理論固體潮半日波上存在著四個發(fā)震概率較大的特殊相位，即多震敏感相位時段。汶川主震及其13個強余震中，11個發(fā)震時間都位于固體潮半日波0°、90°、180°及270°相位附近。 2.全球420747個4級以上地震，地震發(fā)生在固體潮月周期波各相位時段的分布比較均勻，表明全球地震發(fā)震時間與農(nóng)歷月相之間關系不顯著。 3.全球420747個4級以上地震，地震發(fā)生在太陽黃經(jīng)90°相位附近（北半球夏天、南半球冬天）和270°相位附近（南半球夏天、北半球冬天）的數(shù)量略多于其它相位時段。 4.基于研究中發(fā)現(xiàn)的半日固體潮波上的多震敏感相位及潮汐應力與地震關系的規(guī)律特征，提出了一種前兆明顯或前震之后主震及強余震發(fā)震時間的短臨預測方法——“固體潮時鐘法”。并通過關東、智利、邢臺、通海、爐霍、海城、松潘、唐山、墨西哥、瀾滄耿馬、洛杉磯、孟連、麗江、臺灣集集、昆侖山口西、印度洋海嘯、汶川、意大利（2009年4月6日）等知名地震序列前震、主震和強余震對應的固體潮相位，對“固體潮時鐘法”進行了模擬預報有效性檢驗。 5.基于開爾文地球模型，利用薄殼理論，計算了地殼薄膜應力（附件六），表明潮汐應力引起地殼內(nèi)部水平方向拉張性的薄膜應力,能夠達到使20Km厚巖石圈發(fā)生張性斷裂的強度（5MPa）。 6.結合巖石破裂實驗，對固體潮汐應力與地震之間作用關系進行了機理分析，并指出潮汐應力對地震發(fā)震時間的控制作用取決于固體潮半日周期，并非是與月相（朔、望）有關的月周期固體潮。 7.進行了近萬字的關于板塊運動力源問題探討,并提出一種猜想: 引潮力對板塊及地幔物質外力作用方式，可通過“震蕩搓揉”的動力機制，成為使板塊產(chǎn)生運動力源之一，與其它力一起形成海底擴張和大陸漂移，從十個方面對這種猜想進行了論證和力學計算。并指出薄膜應力可以更合理地解釋三岔型的洋脊和巨大轉換斷層的形成，而“震蕩揉搓機制”有助于物質重力分異。這部分研究內(nèi)容轉見（附件五）。 研究結論為實現(xiàn)準確的地震短臨預報提供了重要的科學依據(jù)。預報有效性檢驗表明，提出的“固體潮時鐘法”預報效果較好，具有可操作性。由于這種方法可以事先確定震后每天8小時左右的危險時段（對應固體潮半日周期波的4個敏感相位時段），有利于避免主震和強余震的進一步破壞和生命威脅，還可使人們在其它相對安全的相位時段，抓緊進行一些生命線工程的大震應急工作，有助于消除人們的持續(xù)恐慌和社會混亂，取得防震減災實效。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 汶川地震災難的發(fā)生，進一步說明了地震預報的重要性。本研究目的是探索有效的短臨預報方法?；舅悸肥且匀?20747個4級以上地震為研究對象，對地震發(fā)震時刻對應的固體潮年潮、月潮和半日潮三個波動周期上的相位進行系統(tǒng)研究，并檢驗地震的發(fā)生與月相是否有關，結合地震所屬位置和震級進行分類統(tǒng)計，分析得出地震發(fā)震時間的規(guī)律，提出地震預測新方法。用汶川地震等18個歷史有名地震序列進行預報效能檢驗。
科學性、先進性及獨特之處
- 科學性：全球420747個地震時間與固體潮相位的統(tǒng)計結論經(jīng)多角度驗證，可信度高。對薄膜應力進行了公式推導和理論計算。 先進性：進行全球地震的固體潮計算，發(fā)現(xiàn)4個多震敏感相位；模擬預報表明“固體潮時鐘法”預測效果較好，實用性強。通過查新，國內(nèi)外文獻中未見相同報道。 獨特之處：提出“固體潮時鐘法”及引潮力對板塊“震蕩搓揉”猜想，結合開爾文固體潮理論和薄殼理論，計算了地殼的薄膜應力。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 研究結論為實現(xiàn)準確的地震短臨預報提供了重要的科學依據(jù)。預報有效性檢驗表明，提出的“固體潮時鐘法”預報效果較好，具有可操作性。由于這種方法可以事先確定震后每天8小時左右的危險時段（對應固體潮半日周期波的4個敏感相位時段），有利于避免主震和強余震的進一步破壞和生命威脅，還可使人們在其它相對安全的相位時段，抓緊進行一些生命線工程的大震應急工作，有助于消除人們的持續(xù)恐慌和社會混亂，取得防震減災實效。
學術論文摘要
- 計算了全球420747個4級以上地震的太陽黃經(jīng)和月太黃經(jīng)差，以及1900年至汶川地震以來全球7級以上地震震源位置的應變固體潮理論波形，系統(tǒng)研究了發(fā)震時刻在年、月、日三種固體潮波形上的分布規(guī)律，結合地震所屬板塊邊界、板內(nèi)區(qū)域等進行了分類統(tǒng)計，研究發(fā)現(xiàn)： 1.地震的發(fā)生時刻在理論固體潮半日波0°、90°、180°及270°相位附近分布明顯集中； 2.地震發(fā)生在固體潮月周期波各相位時段的分布比較均勻，表明全球地震發(fā)震時間與農(nóng)歷月相之間關系不顯著； 3.地震發(fā)生在冬夏略多于春秋； 4.提出了一種短臨預測方法—“固體潮時鐘法”，并通過18個地震序列固體潮相位的計算，對“固體潮時鐘法”進行了檢驗，可以達到較高的報準率； 5.利用薄殼理論，計算了地殼的薄膜應力，表明水平方向拉張性的薄膜應力,能夠達到使20Km厚的巖石圈發(fā)生張性斷裂的強度； 6.結合巖石破裂實驗，對潮汐應力與地震之間作用關系進行了機理分析； 7.同時進行了板塊運動力源問題的探討,并提出:引潮力對板塊及地幔物質的外力作用方式，可通過“震蕩搓揉”的動力機制，并從十個方面對這一猜想進行了論證和力學計算。
獲獎情況
- 2009年4月 共青團某?。ㄊ校┪⒛呈。ㄊ校┙涛⒛呈。ㄊ校┛茀f(xié)、某?。ㄊ校W聯(lián)聯(lián)合主辦 “挑戰(zhàn)杯”2009某?。ㄊ校┐髮W生課外學術科技作品競賽終審決賽 特等獎
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [1] 陳章立等.《淺論地震預報地震學方法基礎》，地震出版社.2004年12月第1版 [2] 梅世蓉等.《中國地震預報概論》.地震出版社.1993年06月第1版 [3] 北京大學地球物理系.《重力與固體潮教程》，地震出版社.1982年07月第1版 [4] 方俊 固體潮研究——它對地學、天文學和空間科學的關系.地球物理學報,1980(01):103-116 [5] 蔣駿,李勝樂，張雁賓等.《地震前兆信息處理與軟件系統(tǒng)》中國地震局監(jiān)測預報司.1999年08月第1版 [6]Souchay J , Stavinschi M. Study of t he correlations between long periodic terrestrial tides and occurrence of earthquakes in the vrancea site [ J ] . Earth , Moon , and Planets , 1997 , 77(2) : 105～124. [7] Kilston J , Knopoff L. Lunar-Solar periodicities of large earthquakes in southern California [ J ] . Nature , 1983 , 304(7) : 21. [8]中國科學院測量與地球物理研究所.《固體潮論文集》第一集，測繪出版社.1988年01月第1版 [9] P.Melchior，方俊，B.Ducarme，許厚澤等.中國固體潮觀測研究,地球物理學報.1985.(2)：142-154 [10]許厚澤，張赤軍.我國大地重力學和固體潮研究進展 地球物理學報.1997.(S1)：192-205
同類課題研究水平概述
- 地震可能是帶來人員傷亡和財產(chǎn)損失最大的自然災害之一。但由于對地球內(nèi)部物質、構造等認識的不足，目前還無法做到準確的地震預報。 通過查閱大量文獻，發(fā)現(xiàn)前輩開展的很多發(fā)震時間與月相關系的研究[5-45]，多以地震發(fā)生與農(nóng)歷日期（月相）進行簡單的對應研究，未進行實際的固體潮理論波形的計算，地震對象也都為區(qū)域性的少數(shù)地震樣本。這樣可能使地震與月周期固體潮關系的結論出現(xiàn)偏差，并且難以得到地震與固體潮日（半日）周期和年周期上的規(guī)律特征，本研究計算了全球420747個4級以上地震的太陽黃經(jīng)（對應固體潮年周期波的相位）和月太黃經(jīng)差（對應固體潮月周期波相位），以及1900年至汶川地震以來全球所有7級以上地震（共計2013個）震源位置的日（半日）周期應變固體潮理論波形，系統(tǒng)研究了發(fā)震時刻在年、月、日三種固體潮波形上的分布規(guī)律，得出的結論與前人不同,本研究與前人研究的差異有待進一步研究。 自魏格納提出大陸漂移學說100多年以來，板塊構造學說，還有一些重要問題沒有解決，如板塊構造的形成機制和演變規(guī)律以及板塊運動的動力源問題等。在這些尚未解決的問題中,海底擴張和板塊運動的動力源問題是最根本的，包括地幔對流說在內(nèi)，迄今還沒有一種地球動力源假說是完善的。 通過各大文獻數(shù)據(jù)庫用“薄殼”和“地殼”兩個關鍵詞檢索，尚未見相關文獻。 某國家一級查新單位進行的國內(nèi)外查新報告原文：本課題研究了以下技術內(nèi)容：進行全球范圍7 級以上地震的固體潮波理論值的大型計算；提出全球范圍地震發(fā)震時間要素的短臨預測方法—“固體潮時鐘法”；發(fā)現(xiàn)全球范圍地震在地球固體潮半日周期上的四個敏感初相位：0°、90°、180°、270°；發(fā)現(xiàn)全球范圍內(nèi)地震在地球固體潮年周期上的兩個敏感初相位：90°、270°；發(fā)現(xiàn)全球范圍地震的發(fā)生與月相不相關；研究潮汐應力對汶川地震及余震系列的關系；提出板塊運動來源于日月引力對板塊及地幔物質的“震蕩揉搓”動力機制猜想。在國內(nèi)外文獻中未見相同報道。
