郭安寧,郭增建,任 棟,趙乘程,張煒超
(中國(guó)地震局蘭州地震研究所,蘭州 730000)
2013年甘肅岷縣-漳縣MS6.6級(jí)地震及非傳統(tǒng)方法的回顧性預(yù)測(cè)討論
郭安寧,郭增建,任棟,趙乘程,張煒超
(中國(guó)地震局蘭州地震研究所,蘭州730000)
簡(jiǎn)述了2013年7月22日甘肅岷縣漳縣MS6.6級(jí)地震。用節(jié)氣、低點(diǎn)位移、異年倍七律和朔望等非傳統(tǒng)方法,回顧性地討論了MS6.6級(jí)地震的臨震預(yù)測(cè)。另外還用三性法、靜中動(dòng)非傳統(tǒng)的中期預(yù)測(cè)方法對(duì)這次地震進(jìn)行了回顧性的預(yù)測(cè)討論。
甘肅岷縣漳縣MS6.6級(jí)地震;非傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法;地磁低點(diǎn)位移;異年倍七律;三性法;靜中動(dòng)
郭安寧,郭增建,任棟,等.2013年甘肅岷縣-漳縣MS6.6級(jí)地震及非傳統(tǒng)方法的回顧性預(yù)測(cè)討論[J].華南地震,2016,36(2):56-59.[GUO Anning,GUO Zengjian,REN Dong,et al.Retrospective Discussion of Prediction by using Non-traditional Methods for the 2013 Minxian-Zhangxian MS6.6 Earthquake in Gansu[J].South china journal of seismology,2016,36(2):56-59.]
2013年7月22日甘肅岷縣-漳縣發(fā)生MS6.6級(jí)地震,震中烈度Ⅷ度,由于當(dāng)?shù)胤课葙|(zhì)量差,造成95人死亡。這次地震發(fā)生在中國(guó)地震局2013年年度預(yù)測(cè)的 “甘青川交界地區(qū)6級(jí)左右”地震重點(diǎn)危險(xiǎn)區(qū)內(nèi),中期預(yù)測(cè)正確,但沒有能夠做出臨震預(yù)報(bào)。臨震預(yù)測(cè)是拯救生命與減輕傷亡的關(guān)鍵,而這正是目前最困難的科學(xué)問題。本文用非傳統(tǒng)預(yù)測(cè)指標(biāo),回顧性地討論岷縣-漳縣MS6.6級(jí)地震的發(fā)震日期預(yù)測(cè),以作為今后臨震預(yù)測(cè)的參考。另外,還用三性法、靜中動(dòng)的非傳統(tǒng)中期預(yù)測(cè)方法,對(duì)這次地震進(jìn)行了回顧性的預(yù)測(cè)討論。試圖積累預(yù)測(cè)震例,期望今后能用傳統(tǒng)方法結(jié)合非傳統(tǒng)方法,提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。
2013年7月22日7時(shí)45分,甘肅省岷縣-漳縣交界(北緯34.5°,東經(jīng)104.2°)發(fā)生MS6.6強(qiáng)烈地震,宏觀震中位于岷縣梅川鎮(zhèn)一帶,震中烈度Ⅷ度。此次地震是1954年山丹7.2級(jí)地震后在甘肅省境內(nèi)發(fā)生的最大地震。地震造成的受災(zāi)范圍涉及甘肅省13個(gè)縣,災(zāi)區(qū)外圍部分縣市也受到地震波及影響,造成個(gè)別居民點(diǎn)出現(xiàn)少量破壞。地震共造成95人死亡,2 414人受傷,78 530戶共314 120人失去住所,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)175.88億人民幣[1-2]。
6.6級(jí)地震的震中位于南北地震帶北端的甘東南地區(qū)。該區(qū)是歷史和現(xiàn)今的中強(qiáng)震多發(fā)區(qū),特別是近十年以來(lái)在該地區(qū)發(fā)生了多次5級(jí)以上地震。該地區(qū)也位于中國(guó)地震局確定的國(guó)家地震重點(diǎn)監(jiān)視防御區(qū)內(nèi)。
地震學(xué)手段揭示發(fā)震斷層為一隱伏斷裂,走向NW,傾向SW,震源性質(zhì)為逆沖兼左旋走滑,與臨潭-宕昌斷裂走向、破裂方式基本吻合[3-5],在地表距臨潭-宕昌斷裂岷縣段約20 km,在深部可能與臨潭-宕昌斷裂交匯在一起,向南組成一條NW向的斷裂帶[3]。對(duì)不同機(jī)構(gòu)的震源機(jī)制解進(jìn)行了比較所得結(jié)果基本一致[4],由此推測(cè)岷縣-漳縣6.6級(jí)地震的發(fā)生可能與臨潭-宕昌斷裂活動(dòng)相關(guān)。
此次地震災(zāi)區(qū)位于山大溝深、黃土覆蓋層較厚的山區(qū),次生地震造成的地質(zhì)災(zāi)害在Ⅷ度區(qū)廣泛發(fā)育。由于災(zāi)區(qū)經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重欠發(fā)達(dá),農(nóng)居中土木結(jié)構(gòu)房屋所占比率高達(dá)70%以上,致使在Ⅷ度區(qū)內(nèi)房屋大量倒塌和普遍嚴(yán)重破壞,加之黃土滑坡、崩塌導(dǎo)致的房屋掩埋,是造成此次地震嚴(yán)重人員傷亡的最主要原因[6]。
非傳統(tǒng)預(yù)測(cè)方法即一些目前處在探索中,尚沒有得到地震行業(yè)內(nèi)專家共識(shí),且在通常的地震會(huì)商會(huì)上還沒有被采用的預(yù)測(cè)方法。
(1)地震發(fā)生日期與節(jié)氣和朔望日期的相關(guān)。節(jié)氣是公歷的記法,是根據(jù)一年中太陽(yáng)相對(duì)地球的位置定出的二十四個(gè)時(shí)間點(diǎn),這二十四個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的二十四個(gè)節(jié)氣,即代表著氣候的變化節(jié)點(diǎn)。過去的一些研究表明,在節(jié)氣點(diǎn)往往有自然災(zāi)害事件發(fā)生。對(duì)地震來(lái)講,節(jié)氣點(diǎn)與朔望點(diǎn)是一個(gè)地震的外因觸發(fā)點(diǎn)。岷縣-漳縣6.6級(jí)地震發(fā)生在7月22日,這一天正好是大暑節(jié)氣(農(nóng)歷六月十五,癸巳年己未月戊子日)。在甘肅歷史地震的震例中,1654年天水8級(jí)地震發(fā)生于7月21日,在大暑節(jié)氣附近。1881年6月20日禮縣6.5級(jí)地震也發(fā)生在夏至節(jié)氣附近??紤]歷史地震發(fā)生日期與節(jié)氣統(tǒng)計(jì)上的相關(guān)關(guān)系,節(jié)氣點(diǎn)的時(shí)間可以作為地震臨震預(yù)測(cè)有意義的參考點(diǎn)。因此,2013年7月22日的岷縣-漳縣6.6級(jí)地震的發(fā)生應(yīng)當(dāng)與大暑節(jié)氣有關(guān)。
對(duì)于節(jié)氣與地震發(fā)生的關(guān)系,郭增建等的研究從現(xiàn)代科學(xué)角度作了解釋,認(rèn)為它與氣象條件的變異以及磁扇形邊界的磁場(chǎng)變異有關(guān),而這兩個(gè)變異都對(duì)地震有觸發(fā)作用[8]。
月亮繞行至地球的后面,被太陽(yáng)照亮的半球?qū)χ厍?,這時(shí)叫望,一般是農(nóng)歷每月的十五或十六日;而月亮繞行到太陽(yáng)和地球之間,陰暗的一面對(duì)著地球時(shí)叫朔,是農(nóng)歷每月的初一。朔望日時(shí)日月對(duì)地球的引潮力最大,可以對(duì)地震有一定觸發(fā)作用,有關(guān)朔望日與地震的關(guān)系前人已作了很多研究。而岷縣-漳縣6.6級(jí)地震正好發(fā)生在望日-陰歷十五(農(nóng)歷六月十五,癸巳年己未月戊子日),表明了引潮力對(duì)地震的起到了一定的觸發(fā)作用。
(2)地磁靜日低點(diǎn)位移。地磁靜日低點(diǎn)位移是陳紹明和丁鑒海等在上世紀(jì)70年代初提出的一種預(yù)報(bào)地震發(fā)生日期的方法[9]。該方法將地磁場(chǎng)垂直分量日變化極小值即最低點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間在空間上的分布差異稱為低點(diǎn)位移,并認(rèn)為這個(gè)低點(diǎn)位移出現(xiàn)后的第27天和41天在差異區(qū)分界線經(jīng)過的地帶內(nèi)可能發(fā)生地震。
1977年郭增建等分析了一些地磁低點(diǎn)位移的震例,發(fā)現(xiàn)低點(diǎn)位移預(yù)測(cè)的地震日期與他們提出的預(yù)報(bào)地震的倍九法的推算日期符合較好[10]。例如1975年2月4日遼寧海城7.3級(jí)大震前,1974年12月29日塘沽、白家曈、大同等臺(tái)的地磁極小值出現(xiàn)在16點(diǎn)以后,而其他地區(qū)則在12點(diǎn)前后。如以低點(diǎn)位移出現(xiàn)的日期為起算日期,按向后4 個(gè)9 d推算得到的發(fā)震日期為2月3日(4個(gè)9天即是低點(diǎn)位移發(fā)生再過36天),這個(gè)日期與實(shí)際發(fā)震日期只差1天;1976年7月28日唐山7.8級(jí)地震前,圍繞唐山地區(qū)較大范圍內(nèi)的地磁觀測(cè)在7 月2日至4日出現(xiàn)低點(diǎn)位移,按低點(diǎn)位移時(shí)間后的3個(gè)9天推算,則得到發(fā)震日期為7月29日至31日,與唐山7.8及地震的實(shí)際發(fā)震日期相當(dāng)接近。以上震例表明,地磁低點(diǎn)位移方法推算的發(fā)震日期也符合倍九法。
2013年6月16日和19日有兩個(gè)地磁低點(diǎn)位移線經(jīng)過甘肅省地域,7月22日岷縣-漳縣MS6.6級(jí)地震發(fā)生在6月16日地磁低點(diǎn)位移后的第36天。符合低點(diǎn)位移出現(xiàn)后倍九天發(fā)震(4×9=36)的時(shí)間點(diǎn)。
綜上分析,2013年7月22日岷縣-漳縣6.6級(jí)地震發(fā)生的日期,處在節(jié)氣、地磁、朔望三者共同的調(diào)制點(diǎn)。
(3)異年倍九律方法。異年倍九律是在上世紀(jì)80年代由郭增建等提出的方法,該方法的理論基礎(chǔ)認(rèn)為在觸發(fā)大震的外因中,例如在日月引潮力的波譜分析中有9天和7天周期的引潮力成份[11]。由于地殼內(nèi)失穩(wěn)時(shí)的狀況多樣,所以有的狀況對(duì)7天周期的成份反應(yīng)敏感,有的對(duì)9天周期的成份反應(yīng)敏感。另外磁暴也有9天周期和倍9天周期的呈現(xiàn)時(shí)間,大氣變化中也有9天周期的變化,地球自轉(zhuǎn)速率中也有9天周期的變化成份,這些周期點(diǎn)附近都可能觸發(fā)地震。
因而,可以假定歷史上的大震很可能是倍九天和倍七天的外因觸發(fā)的。如果這種作用在歷史大震中觸發(fā)過地震,它在以后相隔很長(zhǎng)時(shí)間以后(也許是10年也許是幾百年)當(dāng)?shù)貧げ环€(wěn)定時(shí)也可能再次以同相位觸發(fā)地震,這樣就會(huì)出現(xiàn)異年倍七天或異年倍九天發(fā)震的現(xiàn)象和機(jī)制所在。作為地震預(yù)測(cè)來(lái)說,只要是不能排除發(fā)震的可能性就要考慮這種作用。即在歷史大震發(fā)生的類似季節(jié),從歷史大震發(fā)生日算起,求出倍七天的一些日期和倍九天的一些日期。具體方法是在所預(yù)測(cè)地區(qū)選取歷史上的大震,至少有兩次大震的發(fā)生日期之間(不計(jì)年)是符合倍七天或倍九天的。對(duì)2013 年7月22日岷縣-漳縣6.6級(jí)地震來(lái)說,距它時(shí)間最近的大震為1654年天水8級(jí)地震和1879年武都8級(jí)地震,而1654年天水8級(jí)地震發(fā)生7月21日,1879年武都8級(jí)地震發(fā)生在7月1日,其時(shí)間間隔為20天,與3×7天相近,只差1天。所以可用倍七法求出2013年岷縣-漳縣6.6級(jí)地震的發(fā)震日期。由1654年天水7月21日發(fā)震日期起算,實(shí)際岷縣-漳縣6.6級(jí)地震發(fā)生在第2天,是倍七法和倍九法所包含的日期。如由1879年武都7月1日地震起算,則岷縣-漳縣6.6級(jí)地震發(fā)生在第21天(三個(gè)七天)。
(4)三性法與靜中動(dòng)法。三性法與靜中動(dòng)法也是非傳統(tǒng)的地震中期預(yù)測(cè)方法。2012年,對(duì)甘肅東南部歷史上8級(jí)、7級(jí)以及6級(jí)三個(gè)震級(jí)檔的地震曾進(jìn)行了三性法分析,預(yù)測(cè)2013—2014年時(shí)間段內(nèi),天水地區(qū)可能會(huì)有6級(jí)地震發(fā)生,地點(diǎn)是以在天水為中心的150 km范圍內(nèi)。同時(shí),注意到1987年1月8日迭部5.8級(jí)地震作為"準(zhǔn)靜中動(dòng)"判斷地區(qū),并與該區(qū)域三性法所做的時(shí)間預(yù)測(cè)相配合,預(yù)測(cè)在1987年1月8日迭部5.8級(jí)地震周圍大約150 km的范圍之內(nèi),在2012—2014年將發(fā)生一個(gè)6至7級(jí)地震。而實(shí)際上,2013年岷縣-漳縣。6級(jí)地震震中距離天水123.8 km,距離迭部112.1 km,即該地震發(fā)生在2012年的預(yù)測(cè)范圍內(nèi),但有一定的誤差。
另外,使用三性法與靜中動(dòng)方法并結(jié)合其他的預(yù)測(cè)方法,曾對(duì)2013年的四川蘆山7.0級(jí)地震做出了較好的預(yù)測(cè)[13-14]。多次的預(yù)測(cè)實(shí)踐和驗(yàn)證表明,作為一種非傳統(tǒng)的的預(yù)測(cè)方法,三性法與靜中動(dòng)方法對(duì)強(qiáng)地震的時(shí)間及地點(diǎn)的預(yù)測(cè)有參考價(jià)值。
(1)通過對(duì)2013年岷縣-漳縣6.6級(jí)地震發(fā)生日期的研究,發(fā)現(xiàn)發(fā)生日期7月22日是節(jié)氣、低點(diǎn)位移、異年倍七律和朔望共同作用的時(shí)間點(diǎn),而這些外因因素,可以作為臨震預(yù)報(bào)的參考指標(biāo)。
(2)岷縣-漳縣6.6級(jí)地震及其他多次震例表明,較的于其他常用的地震中期預(yù)測(cè)方法相比,三性法能在存在地震前兆背景的情況下,在趨勢(shì)上預(yù)測(cè)出一個(gè)特定的可能發(fā)震的時(shí)間段,這是該方法得獨(dú)特之處,與其他多種方法結(jié)合后,可以進(jìn)一步提高地震預(yù)測(cè)的效能,而靜中動(dòng)法則可作為一個(gè)獨(dú)立的對(duì)地點(diǎn)的預(yù)測(cè)指標(biāo)。
如果今后能在傳統(tǒng)地震預(yù)測(cè)方法的基礎(chǔ)上結(jié)合這些非傳統(tǒng)的地震預(yù)測(cè)方法,經(jīng)過多次震例總結(jié)出有一定的準(zhǔn)確率的綜合預(yù)測(cè)方法,將有望提高地震預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確率。
[1]王蘭民,吳志堅(jiān).岷縣漳縣6.6級(jí)地震震害特征及其啟示[J].地震工程學(xué)報(bào),2013,35(3):401-412.
[2]石玉成,高曉明,譚明,等.2013年岷縣漳縣6.6級(jí)地震災(zāi)害損失評(píng)估[J].地震工程學(xué)報(bào),2013,35(4):717-723.
[3]張?jiān)?,馮紅武,陳繼鋒,等.基于地震學(xué)資料探討2013年岷縣漳縣6.6級(jí)地震發(fā)震構(gòu)造[J].地震工程學(xué)報(bào),2013,35(3):419-424.
[4]陳繼鋒,林向東,何新社.2013年甘肅岷縣MS6.6地震矩張量反演及發(fā)震構(gòu)造初探[J].地震工程學(xué)報(bào),2013,35(3):425-431.
[5]李曉峰,裴惠娟,徐輝,等.2013年7月22日岷縣漳縣6.6級(jí)地震震源機(jī)制解[J].地震工程學(xué)報(bào),2013,35 (3):459-462.
[6]徐舜華,吳志堅(jiān),孫軍杰,等.岷縣漳縣6.6級(jí)地震典型滑坡特征及其誘發(fā)機(jī)制[J].地震工程學(xué)報(bào),2013,,35 (3):471-476.
[7]郭增建,郭安寧,張煒超,等.甘肅岷縣漳縣6.6級(jí)地震發(fā)生日期的觸發(fā)因素分析及對(duì)短臨預(yù)測(cè)方法的思考[J].地震工程學(xué)報(bào),2013,35(3):413-418.
[8]郭增建,秦保燕.災(zāi)害物理學(xué)[M].西安:陜西科技出版社,1989.
[9]黃雪香,丁鑒海.渤海7.4級(jí)地震前區(qū)域地磁場(chǎng)的異常變化[J].地震學(xué)刊,1990(3):45-52.
[10]郭增建,秦保燕,李海華,等.預(yù)報(bào)地震的 “倍九法”[J].地震戰(zhàn)線,1977(5):30-32.
[11]葉向頂,張帆,張慧.瓊中邕寧臺(tái)地磁場(chǎng)長(zhǎng)期變化對(duì)比分析[J].華南地震,2015,35(2):67-72.
[12]郭安寧,郭增建,張煒超,等.三性法及靜中動(dòng)方法對(duì)甘肅岷縣漳縣MS6.6地震的趨勢(shì)性前兆顯現(xiàn)的回顧研究[J].地震工程學(xué)報(bào),2013,35(3):522-528.
[13]郭安寧,李鑫,趙乘程,等.2013年蘆山7.0級(jí)地震一年尺度預(yù)測(cè)的回顧性研究--基于三性法、靜中動(dòng)和垂震底繼模式[J].地震工程學(xué)報(bào),2013,35(2):257-265.
[14]徐道一,劉本培.2013年4月20日蘆山大地震中期預(yù)測(cè)的初步回顧和評(píng)述[J].地學(xué)前緣,2013(6):116-122.
Retrospective Discussion of Prediction by using Nontraditional Methods for the 2013 Minxian-Zhangxian MS6.6 Earthquake in Gansu
GUO Anning,GUO Zengjian,REN Dong,ZHAO Chengcheng,ZHANG Weichao
(Lanzhou Institute of Seismology,CEA,Lanzho 730000,China)
This study briefly described the 2013 Minxian-Zhangxian MS6.6 earthquake in Gansu province.It retrospectively discussed the imminent earthquake prediction of the MS6.6 earthquake based on some nontraditional methods such as solar term,geomagnetic low point displacement,sevenfold rule in different years and syzygy,etc.Furthermore,the retrospective prediction for the earthquake was also discussed by using the nontraditional medium-term prediction methods:triplet method and“activity in quiescence”method.
The Minxian-Zhangxian MS6.6 earthquake in Gansu;Non-traditional prediction method;Imminent earthquake prediction;Solar term and syzygy;Geomagnetic low point displacement;Sevenfold rule in different years;Triplet method;Activity in quiescence
P315.7
A
1001-8662(2016)02-0056-04
10.13512/j.hndz.2016.02.009
2015-06-30
國(guó)家科技部公益專項(xiàng)(8-44)、國(guó)家科技部公益專項(xiàng)(201208001)
郭安寧 (1962-),男,研究員,碩士生導(dǎo)師,主要從事地震預(yù)測(cè)、構(gòu)造物理與災(zāi)害預(yù)測(cè)研究.
E-mail:598331858@qq.com.