基于可公度法的南疆地震趨勢(shì)再分析

薛治國(guó)， 禹和平， 許善洋， 劉海燕， 胡莎莎， 戴 磊

(1.喀什大學(xué) 生命與地理科學(xué)學(xué)院，新疆 喀什 844008; 2.喀什地區(qū)地震局,新疆 喀什 844000)

基于可公度法的南疆地震趨勢(shì)再分析

薛治國(guó)1， 禹和平1， 許善洋1， 劉海燕1， 胡莎莎2， 戴 磊1

(1.喀什大學(xué) 生命與地理科學(xué)學(xué)院，新疆 喀什 844008; 2.喀什地區(qū)地震局,新疆 喀什 844000)

南疆是我國(guó)地震活動(dòng)頻發(fā)的地區(qū)之一，且震級(jí)高，烈度大，是我國(guó)地震研究的重點(diǎn)區(qū)域.為研究南疆地震發(fā)生趨勢(shì)，采用三元、四元可公度法，對(duì)新疆近百年來(lái)6.5級(jí)以上的地震進(jìn)行分析，研究表明南疆地區(qū)在2019年間發(fā)生大于6.5級(jí)地震的可能性較大.

新疆，南疆，地震，可公度法

地震預(yù)測(cè)一直是地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)等相關(guān)學(xué)科研究的熱點(diǎn)，也進(jìn)行了不少研究，但至今地震預(yù)測(cè)依然被視為國(guó)際科學(xué)難題.南疆地區(qū)是中國(guó)地震高發(fā)地區(qū)之一.據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)(表1)南疆一百年以來(lái)(1914年1月—2014年12月)，南疆地區(qū)共發(fā)生6.5級(jí)以上的地震35次.其中6.5～6.9級(jí)23次，7.0～8.1級(jí)12次，嚴(yán)重威脅著人們的生命安全.研究南疆地區(qū)的地震活動(dòng)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于最大限度地減少災(zāi)害損失，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全具有十分重要的意義.新疆特別是南疆是我國(guó)地震研究學(xué)者[1-5]長(zhǎng)期關(guān)注的一個(gè)地區(qū)，朱令人對(duì)南疆地震進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)南疆強(qiáng)震具有非常好的可公度性[2].

表1 南疆震級(jí)大于6.5級(jí)地震記錄及地理分布(1914.1—2014.12)

1 南疆地震記錄及分布

南疆一般指示天山以南地區(qū)，主要包括阿克蘇地區(qū)、巴州、克州、喀什和和田等5地州.根據(jù)中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，南疆1914年1月—2014年12月間大于6.5級(jí)地震：喀什地區(qū)8次；和田地區(qū)5次；阿克蘇地區(qū)4次；克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃?4次；巴音郭楞蒙古自治州4次.

其中克孜勒蘇柯?tīng)柨俗巫灾沃莸卣鸢l(fā)生次數(shù)最多，該區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，位于板塊縫合帶的特殊位置，同時(shí)也位于南天山古生代邊緣海盆和邁丹套晚古生代陸緣盆地的分界線(xiàn)附近，山地的形成經(jīng)歷有早古生代晚期—晚古生代早期陸殼增生，燕山期地殼增生以及喜馬拉雅山期增生作用.板塊縫合帶的特殊位置疊加復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，給地震的孕育和發(fā)生提供了一定條件.

2 可公度法

可公度法起源于天文學(xué)研究，在國(guó)內(nèi)翁文波院士較早引入自然災(zāi)害發(fā)生趨勢(shì)研究，并發(fā)現(xiàn)1976年唐山大地震、中微子可能質(zhì)量信號(hào)均具有可公度性[6].不少?lài)?guó)內(nèi)學(xué)者將可公度法應(yīng)用在干旱、洪澇以及地震等自然災(zāi)害趨勢(shì)研究方面取得了較多的成果[2,6-7]，特別是《災(zāi)害學(xué)》2006年刊載論文中比較成功地對(duì)2008年汶川地震進(jìn)行了時(shí)間判定[8]，使可公度法受到地震研究學(xué)者的高度重視，尤其在地震高發(fā)的新疆[1,5]、四川[9-10]、青藏[11]地區(qū).

翁文波院士運(yùn)用可公度性理論建立起可公度性公式來(lái)預(yù)測(cè)天災(zāi)的發(fā)生時(shí)間，常用的公式主要有以下三元、四元和五元[6]，本文采用三元和四元方法：

三元可公度方法：N=A+B-C；四元可公度方法：N=A+B+(C-D)

公式中A、B、C、D、E為以前的重要?dú)v史數(shù)據(jù)，N為預(yù)測(cè)的未來(lái)時(shí)間.

xy=xm+xn-xp，m+n-p=y,

Δx=xn+xm-xp-xq,n+m=p+q,xy=xv+Δx

m、n、p、q、y為第幾次地震，xm、xn、xp、xq為第幾次的地震時(shí)間，xy為所求預(yù)測(cè)地震時(shí)間，“v”為最近的一次地震時(shí)間.

2.1 三元可公度方法

由表1可知近一個(gè)世紀(jì)來(lái)南疆地區(qū)發(fā)生6.5級(jí)以上地震的年份共28年.分別是1914、1915、1918、1919、1922、1924、1927、1933、1937、1943、1944、1949、1955、1959、1961、1963、1974、1983、1985、1991、1993、1996、1997、1998、2001、2003、2008、2014年.

設(shè)x1=1914，x2=1915，x3=1918，x4=1919，x5=1922，x6=1924,x7=1927,x8=1933，x9=1937，x10=1943,x11=1944,x12=1949,x13=1955,x14=1959,x15=1961，x16=1963,x17=1974,x18=1983，x19=1985,x20=1991,x21=1993,x22=1996，x23=1997,x24=1998,x25=2001,x26=2003,x27=2008，x28=2014，進(jìn)行三元可公度法加減運(yùn)算，可以得出每一個(gè)年份至少有三組以上的可公度式子(誤差為±1a)(表2).由此說(shuō)明，南疆地區(qū)的地震活動(dòng)有較好的可公度性.

表2 南疆地震活動(dòng)三元可公度式

續(xù)表2

X部分可公度式x13=1955x14+x21-x23=1955x14+x1-x2=1955x15+x27-x28=1955x14=1959x15+x25-x26=1959x15+x20-x21=1959x15+x18-x19=1959x15=1961x14+x22-x23=1961x14+x18-x19=1961x15+x22-x25=1961x16=1963x17+x23-x27=1963x17+x11-x13=1963x17+x19-x22=1963x17=1974x18+x2-x6=1974x18+x6-x8=1974x18+x11-x13=1974x18=1983x19+x20-x21=1983x19+x25-x26=1983x19+x14-x15=1983x19=1985x20+x23-x26=1985x20+x3-x6=1985x20+x27-x28=1985x20=1991x21+x25-x26=1991x21+x15-x16=1991x21+x14-x15=1991x21=1993x22+x2-x3=1993x22+x6-x7=1993x23+x2-x4=1993x22=1996x23+x1-x2=1996x23+x3-x4=1996x23+x10-x11=1996x23=1997x25+x1-x3=1997x25+x2-x4=1997x25+x13-x14=1997x24=1998x23+x11-x10=1998x25+x4-x22=1998x21+x4-x1=1998x25=2001x26+x20-x21=2001x26+x14-x15=2001x26+x15-x16=2001x26=2003x27+x20-x22=2003x28+x12-x13=2003x27+x22-x25=2003x27=2008x28+x20-x23=2008x28+x3-x6=2008x28+x13-x15=2008x28=2014x27+x23-x20=2014x27+x6-x3=2014x27+x15-x13=2014

計(jì)算下次地震可能發(fā)生的年份x26=xm+xn-xp，其中m+n-p=26,并且統(tǒng)計(jì)該年份出現(xiàn)的三元可公度式子出現(xiàn)的頻數(shù)，如表3所示：

表3 地震時(shí)間與計(jì)算頻數(shù)統(tǒng)計(jì)

對(duì)頻數(shù)結(jié)果進(jìn)行分析，可以得出：在未來(lái)的10年內(nèi)，2019年的地震信號(hào)十分強(qiáng)烈，因此2019年前后出現(xiàn)≥6.5級(jí)地震的可能性較大.

2.2 四元可公度方法

四元可公度計(jì)算方法如下：首先計(jì)算公差Δx26=xm+xn-xp-xq，其中n+m=p+q,x26=x25+Δx，統(tǒng)計(jì)Δx(1～10)出現(xiàn)的頻數(shù)，如表4所示

表4 公差與頻數(shù)統(tǒng)計(jì)

其中Δx=1、2的頻數(shù)大為125、132次，因此x26=x25+Δx.2015年和2016年前后出現(xiàn)≥6.5級(jí)地震的可能性最大,而實(shí)際上在2015年南疆的和田地區(qū)皮山縣已經(jīng)發(fā)生了6.5級(jí)地震.另外，Δx=4、5的頻率也較高，據(jù)此推測(cè)2018年和2019年發(fā)生地震≥6.5級(jí)的可能性也較大.

3 討論與結(jié)論

(1)根據(jù)1914年1月—2014年12月的南疆地震記錄的可公度性研究，未來(lái)10年內(nèi)，南疆地區(qū)具有2019年間發(fā)生≥6.5地震的趨勢(shì)，地震局及其他相關(guān)部門(mén)應(yīng)在2018年和2019年前后高度關(guān)注地震監(jiān)測(cè)，做好應(yīng)急處理方案，最大程度減小可能的地震危害.

(2)由于地震預(yù)測(cè)是國(guó)際難題，可公度性地震趨勢(shì)分析，是一種地震發(fā)生趨勢(shì)的研究方法，具有一定的“虛報(bào)性”，盡管目前尚并不能達(dá)到地震預(yù)測(cè)三要素的要求.但在沒(méi)有一種可靠預(yù)測(cè)方法的前提下，可公度性地震趨勢(shì)研究結(jié)果仍具有重要的參考價(jià)值.

[1] 閆軍輝,延軍平.新疆喀什地區(qū)地震活動(dòng)趨勢(shì)——基于可公度方法的研究[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2011,20(6):177-180.

[2] 朱令人,陳松濤.南疆強(qiáng)震活動(dòng)可公度特征的初步探索[J].西北地震學(xué)報(bào),1983,5(1):43-52.

[3] 朱令人.強(qiáng)地震活動(dòng)可公度性的研究——以新疆烏恰—帕米爾大震為例[J].西北地震學(xué)報(bào),1987,9(3):99-102.

[4] 朱令人,陳松濤.初探新疆強(qiáng)震活動(dòng)的可公度性[J].地震,1985,5(3):10-14.

[5] 林輝,蘇有錦,韓延本,等.新疆昆侖地震的可公度性[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào),2009,18(5):189-191.

[6] 翁文波.可公度性[J].地球物理學(xué)報(bào),1981,24(2):151-154.

[7] 邢西淳,何崇君.汾渭地震帶M_s≥6級(jí)地震的可公度特征初探及中強(qiáng)地震節(jié)律分析[J].內(nèi)陸地震,1993,7(1):24-29.

[8] 龍小霞,延軍平,孫虎,等.基于可公度方法的川滇地區(qū)地震趨勢(shì)研究[J].災(zāi)害學(xué),2006,21(3):81-84.

[9] 延軍平,閆軍輝,白晶,等.基于可公度方法的陜西及鄰近地區(qū)重大自然災(zāi)害發(fā)生趨勢(shì)探討[J].災(zāi)害學(xué),2010,25(2):18-20.

[10]徐水森.四川強(qiáng)地震活動(dòng)的可公度性初探[J].四川地震,2007,123(2):8-10.

[11]石玥,曹廣超.青海Ms≥6.0地震未來(lái)趨勢(shì)判斷——基于可公度方法的研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2013,13(35):10579-10581,10594.

[責(zé)任編輯 仲 圓]

A Trend Analysis of Seismicity for Second Time in Southern XinjiangBased on the Commensurability Method

XUE Zhi-guo1, YU He-ping1, XU Shan-yang1, LIU Hai-yan1, HU Sha-sha2, DAI Lei1

(1. Department of Biology and Geography, Kashgar University, Kashgar 844008, China;2. Seismological Bureau of Kashgar Prefecture, Kashgar 844000, China)

Southern Xinjiang is one of regions where the earthquake is prone to happen in china, and its earthquake magnitude is high, the intensity is strong, therefore southern Xinjiang is an important region of the earthquake research in our country. In order to study the trend of earthquake in southern Xinjiang, earthquakes with its magnitude 6.5or more in the past hundred years in Xinjiang are analyzed by using of the commensurability method of ternary and quaternary. The result show that the possibility of occurrence of a earthquake with its magnitude 6.5or more in 2019in southern Xinjiang is larger.

Xinjiang; southern Xinjiang; earthquake; commensurability

1008-5564(2016)05-0072-05

2016-03-20

新疆教育廳高等學(xué)校科研計(jì)劃(XJEDU2014S053)資助;新疆自然科學(xué)基金(201442137-11)

薛治國(guó)(1982—)，男，河南新安人，喀什大學(xué)生命與地理科學(xué)學(xué)院講師，西安交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系博士研究生，主要從事環(huán)境變化與遙感應(yīng)用研究.

P463

A