维普资讯 http://www.cqvip.com 第２ ２卷 第２期 地球物理学进展 ＶｏＩ＿２２ Ｎｏ．２ Ａｐｒ． ２００７ ２００７年４月（页码：６４５～６５１） ＰＲＯＧＲＥＳＳ ＩＮ ＧＥ０ＰＨＹＳＩＣＳ 重大地震灾害链的时空有序性及其预测研究 门可佩 （南京信息工程大学数理学院，南京２１００４４） 摘 要 重大地震与地震灾害链预测是当今世界地学前缘课题．本文通过国内外具体实例，重点介绍了重大地震灾 害链的时空有序性、地震灾害链网络结构及其预测方法． 关键词 重大地震灾害链，信息有序网络结构，强震预测 中图分类号 Ｐ３１５．７５，Ｘ４３ 文献标识码 Ａ 文章编号 １００４—２９０３（２００７）０２ ０６４５—０７ Ｔｉｍｅ－ｓｐａｃｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｓｅｖｅｒｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｃｈａｉｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ＭＥＮ Ｋｅ—ｐｅｉ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ＆Ｐｈｙｓｉｃｓ．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆ｎ（ｈｎｏｌｏｇｙ．Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００４４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｓｅｖｅｒｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ａｎｄ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｃｈａｉｎ ａｒｅ ｆｒｏｎｔｉｅｒｓ ｏｆ ｅａｒｔｈ ｓｃｉｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｔｉｍｅ－ｓｐａｃｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｓｅｖｅｒｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｃｈａｉｎ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ—ｏｒｄｅｒｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｅｘａｍｐｌｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｓｅｖｅｒｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｄｉｓａｓｔｅｒ ｃｈａｉｎ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ—ｏｒｄｅｒｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｔｒｏｎｇ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ０ 灾害链及其巨大危害性 巨灾和灾害链对人民生命财产所造成的危害十 民的生活更加艰难，九成巴基斯坦地震灾民的帐篷 无法抵御严寒的侵袭．这是近期震一洪一震串发性 灾害链的典型． 分巨大．一个重大自然灾害发生后，继发另一个重大 灾害，并呈现链式有序结构的大灾传承效应称为灾 害链．前一个灾害可为后继重大灾害的发生提供关 １ 近期两大地震灾害链 震一震链是常见的一种灾害链．２００４～２００６年 的两年内发生了震惊世界的两大地震链： 键信息，后继灾害的巨大杀伤力有时可能超过前灾． 灾害链有震啸链、旱震链、震洪链、海气链等多 种形式．２００４年１２月２６日印尼苏门答腊８．７级巨 震引发印度洋大海啸，死亡３０５２７６人，因海啸死亡 人数远远超过震亡，为有史以来历次大海啸灾难中 死亡人数的总和口］．２００５年３月２６日，我国学者、 其一，２００４年印尼８．７级巨震——２００５年南亚 克什米尔７．８级大震．２００４年１２月２６日印度尼西 亚苏门答腊８．７级巨震发生后，郭增建、秦保燕根据 印尼大震和中国云南、、地区强的响应关 系、三性法以及月亮最北直下点的触发作用等方法 预测①：２００５～２００８年南部地区有可能发生８ 黄河水利科学研究院王涌泉教授向领导写信提 出：珠江可能发生类似１９１５年大洪水．２００５年６月 １７～２３日广西大暴雨，珠江支流西江果然发生大洪 水，洪峰流量达５３９００ ｍ。／ｓ．接着又于２００５年１０月 ８日巴控克什米尔地区发生７．８级地震，７．３万人死 亡，１３万人受伤，２８０万人无家可归．严寒天气让灾 级大震．２００５年１０月８日南亚克什米尔地区果然 发生７．８级强烈地震 ］．这是一个异地迁移的震一 震链的例子． 印尼８．７级巨震前后所产生的种种地球物理现 象受到许多科学家的关注 ．马宗晋院士认为，印 收稿日期２００６—１０—０８； 修回日期 ２００７一Ｏ１—２０． 基金项目 南京信息工程大学科研基金项目资助． 作者简介 门可佩，男，１９４９年生，南京信息工程大学教授，硕士研究生导师．中国地球物理学会天灾预测专业委员会委员．主要从事应用统 计分析、信息预测理论和天灾预测研究．（Ｅ—ｍａｉｌ：ｍｅｎｋｐ１９４９＠ｔｏｍ．ｃｏｍ） ①郭增建，秦保燕．２００４年印尼Ｍｗ９．０大震与中国地震活动的关系．２００５天灾预测研讨会议文集，８～１２． 维普资讯 http://www.cqvip.com ６４６ 地球物理学进展 图１ 印度尼西亚及其邻区地质构造概要图（摘自文献［８］图２） 图２ 印度尼西亚岛弧形地震带８级大震链的信息有序性 Ｆｉｇ．２ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｌ ｏｒｄｅｒ ｏｆ Ｍ≥８ ｌａｒｇｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｃｈａｉｎ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ Ｉｎｄｏｎｅｓｉａ ｉｓｌａｎｄ—ａｒｃ 尼巨震是由印度洋板块向缅甸微板块底下俯冲过程 中的逆断层作用造成的．印度洋一澳大利亚板块向 其二，２００４年印尼８．７级巨震——２（）（）５年印 尼８．５级巨震——２（）（）６年印尼７．３级强震．２００４年 １２月２６日８．７级、２００５年３月２８日８．５级巨震之 后，２００６年７月１７日印尼爪哇以南海域（９．４。Ｓ， １０７．４。Ｅ）发生７．３级地震，５分钟之后引发海啸袭 东南亚陆块的低角度俯冲，在俯冲带浅部形成积累 应变能的巨大闭锁区，它的突然破裂和大尺度滑动 是造成印尼８．７级巨震的直接原因．断层破裂长度 达１２００余ｋｍ，宽度约１００ ｋｍ，最大位移约为２０ ｍ，地震断层向上穿透海沟底面约有１０ ｍ左右错 距，直达安达曼海域．这次印尼巨震是影响全世界的 地震，影响范围南北和东西各约为５０００ ｋｍ，其同震 效应导致地球自转轴摆动、地球自转加速，日长缩 击爪哇南部沿海一带，受袭地区包括雅加达西南 ２７０公里的海边度假胜地——庞岸达兰市，地震震 中位于庞岸达兰岸外的印度洋海底３３公里处，造成 ６６８人死亡，３００多人失踪，９００多人受伤，１０万人流 离失所．这是一个沿印尼岛弧地震带自西北向东南 顺次有序迁移发生的地震链的典型．以上二例地震 灾害链均为前强后弱的衰减型． 短Ｌｌ ．它对中国、对世界将造成怎样的影响，现 在还很难估计，可能要到几年后才会逐渐明白． 维普资讯 http://www.cqvip.com ２期 门可佩：重大地震灾害链的时空有序性及其预测研究 ６４７ 地震与地震灾害链预测是世界性难题，但至今 尚无根本性突破．近年来有关地壳构造运动、地震机 制、地震前兆和预测等研究取得了许多可喜的成 果… ．本文根据信息预测理论和自组织网络技 术，通过国内外具体实例，展现重大地震灾害链的时 空有序性，并提出强震灾害链的网络结构，为强震与 强震链中长期预测提供新方法． ２ 重大地震灾害链的时空有序性特征及其 预测 ２．１ ８级大震链实例 例１ 表１为１９０３年以来印度尼西亚岛弧形 地震带所发生的１１次８级以上大震．如果我们把近 东西向的凹形弧划分成三段：位于１００。Ｅ～１２０。Ｅ称 为中段，１２０。Ｅ以东称为东段，１００。Ｅ以西称西段，则 以往１０３年中１１次８级大震链沿东段、中段和西段 反复跳跃式发生，表现出良好的空问有序性（参见图 １）．并且，除了个别分岔处之外，８级大震序列背后 倍九律的作用十分显著（图２）．特别是１９５０、１９７７、 ２００４年这三次８级大震具有２７ａ的可公度性和有 序性．据此可以预测：未来大震将可能于２００４＋９ｋ， 即于２０１３、２０２２、２０３１年前后回跳在中段或东段发 牛． 表１ 印尼岛弧形地震带８级以上地震 Ｔａｂｌｅ １ Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｏｆ Ｍ ８ ａｎｄ ｇｒｅａｔｅｒ ａｌｏｎｇ ｔｈｅ Ｉｎｄｏｎｅｓｉａ ｉｓｌａｎｄ－ａｒｃ ＊）据文献Ｌ８Ｊ表１改编． 例２ 我国西部及其邻区８级大震活动具 有群发和双发的特点，这种群发地震链或双震链呈 现出高度的时空集中性和有序性． （１）１９０２—１９０７年５次８级大震沿ＮＥ向两端 即兴都库什——蒙古西部跳跃发生： １ １９０２．０８．２２（８÷）阿图什——１９０５．０４．０４ （８）克什米尔——１９０５．０７．０９（８．４）蒙古西—— １９０５．０７．２３（８．２）蒙古西——１９０７．１０．２１（８．１）塔吉 克斯坦 （２）五对双震链例，前四对双震链在１１天到６ 年半不等的时间内于原地附近发生，第５对为异地 转移发生： １８３３．０８．２６（８）聂拉水——１８３３．０９．０６（８） 云南嵩明， Ｉ９２０．１２．１６（８ ）宁夏海原 厶 （８）甘肃古浪， １９５０．０８．１５（８．６）察隅一 当雄， １９７９．１１．０８（７．９）玛尼一 １）昆仑山西， １９３１．０８．１１（８）富蕴——１９３４．０１．１５（８．４） 印度、尼泊尔交界处． 表２中国８级大震表（据文献［２１］编制） Ｔａｂｌｅ ２ Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｓ ｏｆ Ｍ ８ ａｎｄ ｇｒｅａｔｅｒ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔ 例３ 自１３０３年以来，中国共发生２１次８ 级左右巨震（见表２）．徐道一ｌ２ 的研究发现，其中 １８次巨震（含２０世纪４个分岔巨震（用括号表示） 计占８５．７ ）可涵盖表２所有大震．图３将其分成 １３０３和１５５６打头的两大巨震链系列，其中１５５６、 １６６８两个巨震在两大系列中重复出现，采用双时轴 维普资讯 http://www.cqvip.com ６４８ 地球物理学进展 ３ｊ５ ６二－ｊ５ｏ４ 二－ｊ６２８ 二－ｊ￣ｇ５ ｂ二－ｊ０５３ 二－ｊ１６ 二－ｊ６３７９ 二－Ｊ９ ａ＿： 一２ 一一一 一～一～１ ４１ ５１ ６１ ６１ ｌ 图３ 中国８级大震链信息有序网络结构及其预测示意图（虚线表示预测，下同）（据文献［２１］编制） Ｆｉｇ．３ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｒｒｏｒｄｅｒｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｍ≥８ ｌａｒｇｅ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｃｈａｉｎ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｃｏｎｔｉｎｅｎｔ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｋｅｔｃｈ ｆｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ（ｄｏｔｔｅｄ ｌｉｎｅ ｆｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ） ：：ｊ ～ ’・ ’— ・ ’— ： ・ ’— ’ ’・。’— 。 ： ・。’— ・ ’— ’ ‘ ＇’・ ’ Ｊｌ 。７ａ ７ａ Ｊｌ 。８。 ７８ 上 ５ａ，大约有７Ｏ年时间无８级大震威胁，这对我国经 济建设和社会发展十分有利． ２．２ Ｍ≥７强震链实例 ７７ａ 方式分上下两行排列，通过错位交互作用形成一个 具有自相似、倍分岔、自组织特性的时间信息有序网 络．图中以年号表示巨震事件，两个年号之间的数字 表示时间间隔（下同）．上下巨震链系列的对应巨震 事件相差２５２～２５８ａ，相应的任何四点均可组成“准 例４我国青藏高原北部地区７级强震具有显 著的有序性，其强震时间间隔主要聚集在：５３～５４ａ、 ２６～２７ａ、ｌＯ～１ｌａ、３～４ａ附近．其中２７ａ出现的频 次最高，特别令人注目，由其派生的有序值形成长长 的一条链：２７ａ一５４ａ一８１ａ一１０７ａ一２１４ａ．图４为该 矩形”（即对边近似相等的矩形），由此所形成的地震 链网络呈现出极为规则的信息有序性．１９９０年徐道 一据此曾预测２０世纪９Ｏ年代中国将发生８级 大震，该预测为１９９７年玛尼７．９级大震所证实．玛 尼大震的发生是有序网络结构整体控制下的结果． 由图３可以类推：按时序１７３９之后的元素应为 １８１２，二者相隔７３年，而由１７３９、１８１２和１９９７所组 成的矩形的另一点位则是１９９７＋７３ａ一２０７０．也就 区７级强震信息所构成的非常规则的有序网络结 构，本文作者在文献【２。 阳中利用图４和图５较好地 描述了２００１年昆仑山８．１级大震的预测．由图４～ 图６可作以下预测：未来青藏高原北部地区７级强 震可能发生在２００７、２０１２、２０１６、２０２７或２０３０年前 后． 是说，中国未来８级大震可能发生在２０７０± 维普资讯 http://www.cqvip.com ２期 门可佩：重大地震灾害链的时空有序性及其预测研究 ６４９ ２７ａ ２７ａ ２６ａ ２８ａ １８９３ ３ａ１９２０ １９４７ １９７３ ２６ａ ２００１ ２７ａ Ｉ ｌ Ｉ １８９６ ６ａＩ ［１９ ４ａ ｌ ５０］ ３ａ－Ｉ ３ａ １９７６ ｌ２ａ （２００３）德令哈６．６级 ４ａ ２７ａ ｌ ５ａ （１９８１） 一一２６ａ 一一１９０２ ２ａ１９５４ ５４ａ ２００７ ７ Ｉ ５ａ （１９８６） ｌｌａ １９０４ ｌｌａ ２６ａ （１９１５） １２ａ （１９７１） １Ｏａ． １９９７ Ｊ ：１Ｏａ １９２７ ５ａ（１９８１）一一 ２００７ ７ ：ｂａ Ｉ Ｉ ２６ａ ２７ａ Ｉｌ ５ ２６ １９３２ ５ａ（１９８６）一一 ２０１２ ７ ４ａ Ｉ ４ａ １９９０一 １９３７ １Ｏａ １９６３ １Ｏａ ２Ｏ１６ ７ ：１１ａ ｌｌｌ ２６ａ ２６ａ ： １９４７ １９７３ ２００１ 一一２Ｏ２７ ７ 图６青藏高原北部７级强震链信息有序网络结构图（摘自文献［２３］） （注：图中括号表示该地震震级略小于７级，［１９５０］表示１９５０年察隅８．６级巨震） Ｆｉｇ．６ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ－ｏｒｄｅｒｅｄ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｍ≥７ ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ ｃｈａｉｎ ｉｎ Ｎｏｒｔｈｅｒｎ ｐａｒｔ ｏｆ Ｑｉｎｇｈａｉ—Ｘｉｚａｎｇ ｐｌａｔｅａｕ ２０世纪 １９世纪 ２１世纪 活跃幕 活跃幕 （一） 活跃幕 （二） 活跃幕 （三） 活跃幕 （四） －—。。。。。。—－－－———一活跃幕 （五） １９８５ １９９０ １９９６ 活跃幕 （六） １９０２（＋４２ａ） １９０６（＋４３ａ） １９１４（＋４１ａ） １８４２（＋４１ａ） １８８３（＋４ｌａ） １９４４（＋４１ａ） １９４９（＋４ｌａ） ——一１９５５（＋４１ａ） １９２．４（＋８２ａ）…一一一一一一一２００６ ７ １８８９（＋４２ａ） —１９３１（＋４３ａ） １９７４（＋４ｌａ）一一一一２０１５ ７ 图７有序值４１￣４３ａ的传递规律及其预测功能示意图（摘自文献［２４］） Ｆｉｇ．７ Ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｄｅｒｌｙ ｖａｌｕｅ ４ １～４３ａ 例５我国及其邻区Ｍ≥７强震活动的 有序性有其独特的规律，文献［－２４～２６］的研究表明， 其中４１ａ、３０ｋａ、１１ａ三大可公度值具有特殊的预测 功能．据网络结构图７和图８可以预测：未来该区Ｍ ≥７强震可能发生在２００６～２００７、２００９、２０１４～ ２０１５年前后，而其中预测值２００６～２００７为有序值 ４１ａ和¨ａ所共同预测，２０１４～２０１５为３０ａ和¨ａ 所共同预测，因此发生的可能性更大一些． 例６我国Ｍ≥７强震活动往往也是成双成对 出现的．１９７６年的同一年内几乎在同一地点就发生 维普资讯 http://www.cqvip.com ６５Ｏ 地球物理学进展 ２２卷 Ａ） １８８９（６０ａ） １９４９（６０ａ）一一一一一一一一２００９ ７ Ｂ）１８１２（３０ａ）一一１８４２（６０ａ） １９０２（２９ａ）一一１９３ １（５９ａ） １２ａ ｌ １３ａ Ｉ １９９０或１９９２（３０ａ）一—・２０２０—２０２２ ７ １１ａ Ｉ Ｃ） １８８３（３１ａ）一一１９１４（３Ｏａ）一一１９４４（３Ｏａ）一一１９７４（２９ａ）一一２００３（俄蒙中交界处７．９） １２ａ ｌ ｌ２ａ ｌ １ｌａ Ｉ ｌｌａ Ｉ ｌｌａ Ｉ Ｄ） １８９５（２９ａ）一一１９２４（３１ａ）一一１９５５（３０ａ）一一１９８５（３０ａ）一一一２们４－２０１５ ７ １ｌａ Ｉ １ｌａ Ｉ １９９６一一一一一一一一？ Ｅ） １９０６（９０ａ） １ｌａ ｌ ２０ｏ７ ２ 图８有序值３０ａ（６０ａ、９０ａ）与ｌ１～１２ａ的传递规律及其预测功能示意图（摘自文献Ｅ２４］） Ｆｉｇ．８ Ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｏｒｄｅｒｌｙ ｖａｌｕｅ ３０ａ（６０ａ、９０ａ）ａｎｄ ｌ１～１２ａ 过三对双震链： １９７６．０５．２９（２０时）云南龙陵７．３级——１９７６． Ｏ５．２９（２２时）云南龙陵７．４级， ３ 结 语 强烈地震及其重大灾害链预测研究是当今世界 地学前缘课题．强烈地震及地震灾害链是能够预测 的．现已发现２００４年苏门答腊巨震和２００５年南亚 强震在震前一个月震区均有大量放气现象，这是显 １９７６．０７．２８（３时４３分）唐山７．８级——１９７６． ０７．２８（１８时４５分）河北滦县７．１级， １９７６．Ｏ８．１６四川松潘７．２级——１９７６．Ｏ８．２３ 四川松潘７．２级； 著的前兆反映．在上述实例［３３和［４］中，１９９７年玛 尼７．９级地震和２００１年昆仑山８．１级地震的较好 １ 我国地区也有同一地点双震链的例子： １９２４．０７．０３民丰东７÷级——１９２４．０７． ‘士 预测，并没有具体分析大震事件的构造、断裂方向、 震源机制等问题，仅仅选用不多的几个时间数据，就 可取得如此好的预测效果，原因在于所选用的不多 的数据构成了大震链的时间有序网络，其中包含的 １２民丰东７．２级， １９３１．０８．１１富蕴８级——１９３１．０８．１８新 １ 疆富蕴７÷级， ‘士 信息体现了天体运动的整体性，这些时问间隔的量 反映了天地之间耦合的整体控制作用 Ｉ２８］．预测实 践表明，应用翁文波信息预测理论可以简明而有效 地分析和解决巨震或强震链的时空分布规律，从而 为中长期地震预测预报提供锐利武器． 参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）： １９５５．０４．１５（１１时４１分）乌恰７级—— １９５５．０４．１５（１２时１２分）乌恰７级； 的双震链、三震链、多震链的震例更多： １９２２．０９．０２宜兰东南海中７．６级—— １９２２．０９．１５宜兰东南海中７．２级， １９７２．Ｏ１．０４（１１时１６分）火烧岛东南海中 ７．２级——１９７２．Ｏ１．２５（１０时６分）火烧岛东海 中８．０级一一１９７２．Ｏ１．２５（１１时４１分）新港东 海中７．６级三连震； １ 马宗晋，叶洪．２００４年１２月２６日苏门答腊一安达曼大地震 构造特征及地震海啸灾害［Ｊ］．地学前缘，２００５，（１）：２８１～ ２８７． 门可佩．两次大地震的关联与影响——从２００４年印尼Ｍｗ９． ３特大地震到２００５年南亚７．８级强震Ｉ－Ｊ］．地球物理学进展， ２００５，２０（４）：１２０７～１２１０． １９５１．１ｏ．２２（５时３４分）凤林７÷级—— ‘士 （１１时２９分）凤林７．１级——（１３时４３分）台 湾花莲７．１级三连震，一个月之后又发生１９５１．１１． １ 陈颚，陈棋福．印尼地震海啸及其相关的地球物理现象［Ｊ］． 地球物理学进展，２００５，２０（１）：１１２４１１７． 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