基于数理分析法进行的云南地区地震分析与预测

马江涛，周维云，晁智华

（大理学院天文与科技史研究所，云南大理 671003）

基于数理分析法进行的云南地区地震分析与预测

马江涛，周维云，晁智华

（大理学院天文与科技史研究所，云南大理 671003）

结合基于数理分析与可公度法得到的云南地区地震分析结果来预测云南地区地震，结果显示用两种方法分析得出的结果大致相同，这种将不同方法结合起来研究地震的方法将为地震的研究提供途径和方法，使预测更加精准。

云南；地震；分析预测

太阳作为地球能量的源泉，它的变化直接或间接地影响和调制着地球各部分和整体的运动与变化〔1〕。随着对太阳活动与地震的深入研究，一些结果表明：太阳黑子活动与地震有很大的联系〔2-4〕。太阳黑子活动在地壳内产生的感应电流、地磁异常，以及通过对大气环流等的作用影响地球自转，都可能成为触发和影响大地震的因素。虽然这些结论还不够明确，并且不同方法研究得出的结果存在一定的差异，但它们都表明太阳活动对地震是有影响的〔5〕。以下将使用数理分析法分析云南地区的地震，并用可公度法对分析得出的结果〔6〕进行对比，对云南地区的地震进行综合分析与预测。

1 用数理分析法对数据进行分析

1.1 数据的来源与选取 人类地震科学技术发展近百年的历史和我国地震监测预报科学技术发展近百年的历史均表明：准确掌握历史地震资料是对地震统计研究的关键所在〔7〕。本文收集了2001年7月中国地震局监制预测司编制的《中国地震活动分布统计图籍》（图纸版）的1900年-1999年21世纪云南省及其周边地区5级以上的地震数据和张元东著中国华侨出版社的《太阳黑子》（网络版）的太阳黑子年相对数进行分析研究。选取MS≥5.0的地震，是为了避免余震带来的影响；样本所占时间要长，所取样本的时间段上要尽量多覆盖几个太阳活动周期；另外选择地震多发地区，这样的地区从构造上说容易发生地震，以便将太阳活动作为一个触发因素来探讨其间的关系；最后所选择地域应相同或相似，以使发震构造相同或相似，尽可能排除不同构造类型地震的干扰。研究数据的选取范围如表1所示。

表1 数据选取范围

1.2 频数统计分析

图1 1900年-1999年云南省及其周边地区5、6、7级地震和太阳黑子活动分布统计对比图

从图1的对比分析中发现5级、6级地震在1930年和1976年附近发震频数比较高，同时这两年也是发震的高峰年，从太阳黑子活动来看，这两年是太阳黑子活动的下降年（1930峰年后3年）和谷年（1976年）；而7级以上的地震云南省共发生12次，主要集中在谷年和峰年的前后3年。

1.3 位相统计分析 取太阳活动峰年为零年（即M年），以此年为准，往前各年分别为-1、-2、-3、-4、-5年，往后各年分别为+l、+2、+3、+4、+5年，统计在这些年内发生M≥5.0级地震的次数。

图2 云南省及其周边地区5、6、7级地震频数位相曲线图

从图2中可以看出：5、6、7级地震在太阳活动峰年前后3年达最大值，且有较好的对称关系，在峰年和前后1年地震较少，主要集中在峰年的前后3年。所以，云南省及其周边地区在太阳黑子活动的上升和下降年都会发生地震，且在太阳活动峰年的前后3年发生较多，峰年不发生较大地震。

1.4 地震波能量统计分析 对地震数据和太阳黑子相对数进行了频数统计分析，下面就地震活动性中另一个重要指标──地震波能量进行分析。震级的测定：地震强度的估计，最初以极震区最大烈度为依据，但烈度受外界的影响很大，不是一个很稳定的物理量。微观地震学发展后，人们已知道地震释放大量能量，并认为以地震能量规定地震大小较为合适。若以E为地震能量，M为地震大小的等级，则可用下式表示：

1956年古登堡和李克特根据大量观测资料确定了底值和系数为

现在通用的公式〔8〕：

图3 1900年-1999年地震波能量和太阳黑子活动统计分布对比图

从图3中可以直观看出20世纪后50年里太阳黑子活动比较强，地震能量释放也比较多。在太阳黑子活动最强的第19个太阳黑子活动周和太阳黑子活动最弱的第14个太阳黑子活动周内地震能量释放较小（几乎没有释放能量）。进一步发现地震释放能量大多出现在太阳黑子活动的下降年，有两次在谷年，两次在上升年。在波峰年没有发生，多出现在波峰的前后3年。

1.5 基于数理分析法得出地震结论与预测 通过以上分析，可以得出以下结论并作出预测：①太阳黑子活动对云南省及其周边地区的地震有影响，云南省及其周边地区的地震与太阳黑子活动有很好的相关性。太阳黑子活动峰年前后3、4、5年内地震发生频繁。7级以上地震多发生在谷年附近（上升年和下降年都有），从未发生在峰年。地震所释放的能量在太阳活动的下降年较多，20世纪后50年释放能量相对较多；②太阳黑子活动的变化均有明显的11年周期，但11年活动周期仅仅是其规律性表现的一个平均周期，而地震总能量和频数的周期性变化比较复杂，并非简单的l1年周期；根据太阳黑子活动的周期性〔9〕，2013年会是一个太阳黑子活动的峰年，经过上面的三个分析再综合预测，峰年的前后3年是地震发生的频繁年，所以2010年、2016年可能是地震发生的频繁年。

2 可公度法分析得到的结果及与本文预测结果比较

这里引用《基于可公度方法的云南地区地震数据分析与预测》（谭锴）中的结果。文中选用的数据是云南地区（22°～29°N，98°～104°E）1800年到2007年发生且震级在6.7级以上的地震的地震大小和发生的时间。数据处理方法如下所示，见表2～表5。

表2 三元可公度法得出的结果

从表2中取m值较大的年份，则发生地震年份可能性2013＞2009＞2010=2016。

表3 四元可公度法得出的结果

从表3取m值较大的年份，则发生地震年份可能性2016＞2010＞2013＞2015。

表4 五元可公度法得出的结果

从表4取m值较大的年份，则发生地震年份可能性2010＞2011＞2016＞2012。

由于有些年份出现次数较少，所以为虚报，如2009年、2011年、2012年、2015年。所以预测结果应该是2010年、2013年、2016年。

表5 两种方法得出的预测结果

从表5中发现两种方法预测到的只有一年2013年不一致，其余两年2010年和2016都一致，所以2010年和2016年可能是云南地区地震发生的频繁年。

3 讨论

地震的发生是多因素的〔10〕，掌握地震的规律和确定地震的发生地点仍然有许多科学问题需要进行长期深入的研究。地球处于一个时刻变化的环境中，单从某一个方面进行分析都有局限性，应该将多种方法研究的结果进行综合的分析和比较，从而对地震的研究提供新的途径和方法，使地震的预测更加准确。

〔1〕王家龙，孙静兰.太阳活动及其对地球环境的影响〔J〕.第四纪研究，2002，6（4）：81-84.

〔2〕樊忠玉.中国地震与太阳活动相关的初步分析〔J〕.紫金山天文台台刊，1997，16（3）：151-154.

〔3〕张兆鑫，杜升云.云南省地震与太阳活动的统计关系研究〔J〕.云南地理环境研究，2008，20（4）：118-120.

〔4〕方炜，刘春，张春生，等.太阳黑子与全球强震活动〔J〕.高于地震，2003，15（4）：27-31.

〔5〕蒋伯琴.太阳黑子、磁暴与地震活动的关系〔J〕.地震学报，1985，7（4）：452-460.

〔6〕谭锴.基于可公度方法的云南地区地震数据分析与预测〔J〕.地震地磁观测与研究，2009，30（6）：12-16.

〔7〕中国地震局监测预报司.中国地震活动分布统计图集〔M〕.长沙：湖南地图出版社，2001：257-258.

〔8〕郭履灿，赵风竹.震级与震源参数测定〔M〕.北京：中国科学技术出版社，1986：177-179.

〔9〕占腊生，叶艺林，袁文亮，等.太阳活动周期及其数学描述〔J〕.天文研究与技术，2008，2（15）：106-121.

〔10〕章海峰.揭秘大地震〔J〕.飞碟探索，2010（5）：52-53.

Analysis and Prediction of Earthquake in Yunnan Based on Mathematical Analysis

MA Jiangtao,ZHOU Weiyun,CHAO Zhihua
（Astronomical and Technology History Institute,Dali University,Dali,Yunnan 671003,China）

Mathematical analysis and the method of commensurability are adopted to predict earthquake in Yunnan,which shows that the results of the earthquake analyzed with two different methods are much the same.Thus combining the two different methods to study earthquake will provide new approach to the earthquake research,which makes the prediction more accurate.

Yunnan;earthquake;analysis and prediction

P65［文献标志码］A［文章编号］1672-2345（2012）04-0039-03

2011-05-17

2011-08-24

马江涛，讲师，主要从事控制理论与控制工程研究.

（责任编辑 袁 霞）