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第五節(jié) 地震云

 地震和火山探秘 2021-11-06

       氣象觀測(cè)發(fā)現(xiàn),在某些中強(qiáng)地震發(fā)生前,在其周圍地區(qū)的天空中,一般在凌晨或傍晚,會(huì)出現(xiàn)形似稻草繩狀或條帶狀的云。這種長(zhǎng)蛇狀的云,如果在天空較長(zhǎng)時(shí)間不消散,則預(yù)示著當(dāng)?shù)乜赡馨l(fā)生有感地震,因而,被人們稱為地震云。  

      地震云是非氣象學(xué)中云體分類的一種云體,最先提出“地震云”概念的是日本福岡市市長(zhǎng)鍵田忠三郎,他曾經(jīng)親身經(jīng)歷過(guò)1956年日本福岡7級(jí)地震,并且在地震時(shí)親眼看到天空中有一種非常奇特的云,以后只要這種云出現(xiàn),總有地震相應(yīng)發(fā)生,所以他就把這樣的云稱為“地震云”。

       在中國(guó)古代,就有通過(guò)地震云預(yù)測(cè)地震的記錄。早在17世紀(jì)的中國(guó)古籍中,就有“晝中或日落之后,天際晴朗,而有細(xì)云如一線,甚長(zhǎng),震兆也”的記載。明清時(shí)期《隆德縣志》列明的“震兆六端”記載“天晴日暖,碧空清凈,忽見(jiàn)黑云如縷,蜿如長(zhǎng)蛇,橫亙空際,久而不散,勢(shì)必地震”。

      1948年6月27日,日本奈良市的天空,突然出現(xiàn)了一條異常的帶狀云,好似把天空分成兩半。第三天,日本的福井地區(qū)發(fā)生了7.3級(jí)大地震。

     1976年7月28日唐山地震時(shí),就在7月27日傍晚,遠(yuǎn)在日本本洲大偶的真鍋大覺(jué)教授,發(fā)現(xiàn)天空中出現(xiàn)了一條異常的長(zhǎng)長(zhǎng)的云彩,并用相機(jī)拍攝下來(lái)。經(jīng)研究確認(rèn),這條異常的長(zhǎng)條云,就是唐山發(fā)生地震的前兆云。

      1978年1月12日17時(shí),日本奈良市天空中飄動(dòng)著一條細(xì)長(zhǎng)的由西南伸向東北方向的紅云,云的上浮力量很大,正要突破其它云層。1月14日,東京以南伊豆群島的大島近海發(fā)生了7級(jí)地震。

     地震云呈白色、灰色、橙色、橘紅色,分布方向與震中相垂直。據(jù)目測(cè)估計(jì),地震云高度在6000米以上,與氣象云中的高云類相當(dāng),其特點(diǎn)是[50]:

      (1)地震云外形呈細(xì)長(zhǎng)條帶狀,有時(shí)如一直線,有似飛機(jī)的尾跡;有時(shí)為輻射狀,數(shù)條地震云交于一點(diǎn),如同一把沒(méi)有扇面的扇骨鋪在空中;有時(shí)為干涉紋狀,形似人的兩排肋骨。

      (2)地震云邊界清晰,此點(diǎn)有別于傍晚出現(xiàn)的輻射狀高積云,也是幾條長(zhǎng)條形云延長(zhǎng)交于一點(diǎn)。

       (3)地震云出現(xiàn)的時(shí)間以凌晨或傍晚居多。

       (4)地震云多為無(wú)端橫出。

       (5)地震云因色彩可怕而感到恐怖。

      大量觀測(cè)事實(shí)表明,地震云有別于普通的氣象云,有其獨(dú)特性,可以作為預(yù)測(cè)地震的一種判據(jù)。我國(guó)對(duì)地震云的研究始于1976年唐山大地震之后,目前成功的例證有十余個(gè),日本利用地震云預(yù)報(bào)地震成功的例證有上百個(gè)。不過(guò),由于地震云對(duì)地震的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性不高,且沒(méi)有完善的理論知識(shí)支撐地震云的預(yù)測(cè),因而,地震云的概念尚不為主流學(xué)界所認(rèn)可。那么,地震云是如何形成的呢?關(guān)于這一問(wèn)題,學(xué)術(shù)界還沒(méi)有統(tǒng)一觀點(diǎn),主要有以下幾種假說(shuō)[51]:

      (1)熱量學(xué)說(shuō):地震即將發(fā)生時(shí),因地?zé)峋奂诘卣饚?,或因地震帶巖石受強(qiáng)烈引力作用發(fā)生激烈摩擦而產(chǎn)生大量熱量,這些熱量從地表面溢出,使空氣增溫產(chǎn)生上升氣流,這氣流于高空形成地震云,云的頭端指向地震發(fā)生處。

      (2)電磁學(xué)說(shuō):地震前巖石在地應(yīng)力作用下出現(xiàn)“壓磁效應(yīng)”,從而引起地磁場(chǎng)局部變化;地應(yīng)力使巖石被壓縮或拉伸,引起電阻率變化,使電磁場(chǎng)有相應(yīng)的局部變化。由于電磁波影響到高空電離層而出現(xiàn)了電離層電漿濃度銳減的情況,從而使水汽和塵埃非自由的有序排列形成了地震云。

     (3)核輻射說(shuō):早期核物理學(xué)家使用云室(cloud chamber)探測(cè)核輻射,利用純凈的蒸氣絕熱膨脹,溫度降低達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài),這時(shí)帶電粒子射入,在經(jīng)過(guò)的路徑產(chǎn)生離子,過(guò)飽和氣以離子為核心凝結(jié)成小液滴,從而顯示出粒子的徑跡,可通過(guò)照相拍攝下來(lái)。地球的大氣,其實(shí)可以看做是一個(gè)簡(jiǎn)陋的云室,當(dāng)?shù)厍騼?nèi)部產(chǎn)生輻射時(shí),大量穿透力極強(qiáng)的離子穿過(guò)地殼進(jìn)入大氣,在適宜的條件情況下,水滴沿輻射軌跡凝聚成云,這就是所謂的“地震云”。

       與上述觀點(diǎn)不同,筆者研究認(rèn)為,地震云形態(tài)多種多樣,其形成機(jī)制也不盡相同,不能一概而論。地震云具有多樣性,可分為以下幾種類型:(1)單條震云和輻射狀震云,(2)多條震云和魚鱗震云,(3)卷震云和團(tuán)塊震云,(4)天裂云。不同類型的地震云,其形成機(jī)制是不同的,下面就來(lái)闡述這些地震云的成因。

一、單條震云和輻射狀震云

       單條震云,為橫條狀的云,一般都是單條出現(xiàn),條帶深淺分明,這種震云很像飛機(jī)的尾跡,不過(guò)更加厚實(shí)和豐滿些;它預(yù)示震中處于云向的垂直線上,一般兩周以后有地震。

      輻射狀地震云,有數(shù)條的帶狀云同時(shí)相交在一點(diǎn),猶如一把沒(méi)有扇面的扇骨鋪在空中;研究者認(rèn)為,云的交點(diǎn)垂直于地面的位置,就是震中所在地。

      單條震云和輻射狀地震云,都屬于帶狀地震云。按照舌巖體脫落說(shuō)的觀點(diǎn),帶狀地震云的起源與震區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān),是巖層斷裂帶產(chǎn)生的物理作用效應(yīng),具體闡述如下:

       在地震孕育過(guò)程中,地下巖石層處在扭旋狀態(tài),當(dāng)扭旋力小于巖石層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí),巖石層只是發(fā)生形變,結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。在巖石層扭旋過(guò)程中,引發(fā)彈性熱量效應(yīng),間歇式地對(duì)外釋放熱量。當(dāng)扭旋力大于巖石層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí),巖石層發(fā)生破裂,在縱深方向形成斷裂帶,同時(shí),彈性熱量效應(yīng)釋放出來(lái)的熱量達(dá)到最大值。除此以外,斷裂帶的錯(cuò)動(dòng)與摩擦也會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,因此,斷裂帶巖層的溫度將急劇升高。如果斷裂帶附近存在著地下水脈,那么,就會(huì)有大量的地下水被加熱變成水蒸氣,這些水蒸氣會(huì)沿著斷裂帶縫隙抵達(dá)地表。在大氣層中,這些來(lái)自地下的水蒸氣會(huì)形成一股上升氣流,它們?cè)诟呖沼隼淠Y(jié)成云,這就是地震云的起源。由于斷裂帶為線性結(jié)構(gòu),因而,所生成的云體呈帶狀。其中,遠(yuǎn)離震中的外半徑地區(qū),主斷裂帶間隔較大,多形成單條震云,震中處于云向的螺旋線上。位于震中的內(nèi)半徑地區(qū),斷裂帶呈放射狀分布,多形成輻射狀地震云,云的交點(diǎn)垂直于地面的位置,就是震中所在地。

      可見(jiàn),在帶狀地震云的形成過(guò)程中,有兩種因素起了決定性作用,一是斷裂帶,它為地震云的形成提供了熱源,相當(dāng)于太陽(yáng)光在氣象云形成過(guò)程中的地位和作用。二是豐富的地下水資源,它為地震云的形成提供了水蒸氣,二者缺一不可。氣象云多通過(guò)熱空氣團(tuán)上升而形成,千姿百態(tài),沒(méi)有固定形狀。地震云是通過(guò)地下巖層釋放出來(lái)的水蒸氣凝聚而成,由斷裂帶的線性結(jié)構(gòu),使地震云表現(xiàn)出了帶狀特征。

      一般來(lái)說(shuō),在巖石層扭旋過(guò)程中,隨著扭旋力的加大,螺旋形紋理結(jié)構(gòu)越來(lái)越緊湊,巖石層斷裂由外向里拓展,因此,斷裂帶最早出現(xiàn)在扭旋半徑的外圍地區(qū)。例如,在5· 12汶川大地震中,在發(fā)震前94天,地震專家們?cè)?000多公里以外,利用壓磁頻率測(cè)量系統(tǒng)記錄到了表層巖石層劇烈形變的加強(qiáng)過(guò)程。當(dāng)外半徑地區(qū)的斷裂帶發(fā)育到一定程度,在縱深方向接觸到地下水脈時(shí),就會(huì)有單條震云形成,大概在震前的兩周左右。隨著震期的臨近,扭旋中心的斷裂帶逐漸發(fā)育成熟,不斷有地下水蒸氣釋放出來(lái),這時(shí)在震中區(qū)將形成輻射狀地震云。這種地震云的出現(xiàn),意味著地震即將來(lái)臨。由此可見(jiàn),兩種帶狀地震云具有不同的預(yù)測(cè)屬性,單條震云屬于早期震云,出現(xiàn)在遠(yuǎn)離震中的地方。輻射狀地震云屬于臨震狀態(tài)下的征兆震云,出現(xiàn)在震中所在地。

     我國(guó)科技核心期刊、中國(guó)科協(xié)主辦的《科技導(dǎo)報(bào)》發(fā)出汶川地震特刊,其中一文“汶川地震前衛(wèi)星熱紅外異常與云異?,F(xiàn)象”,署名是中國(guó)礦業(yè)大學(xué)沉陷工程研究所、東北大學(xué)測(cè)繪遙感與數(shù)字礦山研究所和北京師范大學(xué)減災(zāi)與應(yīng)急管理研究院的吳立新、劉善軍、陳云浩、馬保東、李玲玲等5位專家,他們?cè)阢氪ù笳鸷螅杆賳?dòng)地震遙感分析研究,收集了我國(guó)風(fēng)云-2D氣象衛(wèi)星的熱紅外第一波段的亮溫圖像和電視云圖,探索汶川地震的遙感前兆。[52]

最初兩天,專家們的視野集中在震中附近數(shù)百千米范圍內(nèi),結(jié)果一無(wú)所獲。再將視野擴(kuò)大到震中周圍2000千米時(shí),意外結(jié)果出現(xiàn)了:震前沿青藏高原東緣出現(xiàn)了綿延近3000千米的衛(wèi)星熱紅外異常條帶。分析發(fā)現(xiàn)如下:

     4月23日 5月1日、3日:

     熱紅外圖像顯示3000千米地?zé)岙惓?/p>

      其北東端延伸至北京以北250千米

      2008年4月23日,自印度板塊及印度洋開始往中國(guó)大陸內(nèi)部,由西南向東北方向出現(xiàn)一條北東方向延伸的異常熱帶,其北東端延伸至北京以北約250千米,寬度100-200千米,長(zhǎng)度近3000千米。該條帶中段區(qū)域(即龍門山斷裂帶所在區(qū)域)的西側(cè)緊鄰震中,且在經(jīng)過(guò)南北構(gòu)造帶時(shí)發(fā)生了中斷,中間出現(xiàn)約150千米寬的不連續(xù)區(qū),該現(xiàn)象一直持續(xù)到4月24日。

      5月1日時(shí),該現(xiàn)象再次出現(xiàn)。電視云圖則可見(jiàn),此時(shí)中國(guó)西部地區(qū)上空雖被大片云層覆蓋,但其中出現(xiàn)了條帶狀漏洞(即無(wú)云區(qū)),其地理位置與衛(wèi)星紅外熱帶的地理位置吻合。

5月3日至4日0:30,這條熱帶依然從云間直插震中方向。衛(wèi)星熱紅外異常,應(yīng)是地?zé)岙惓5姆从场?/p>

到震前1分鐘,沿北東向的龍門山斷裂轉(zhuǎn)而分布有一條低溫條帶,該冷帶盤旋在震中上空不隨風(fēng)力而動(dòng),保持靜止達(dá)6小時(shí),直到震后2小時(shí)消失。該冷帶的溫度在-4℃左右,比周圍區(qū)域的溫度低30℃。

      震前4小時(shí)云圖上出現(xiàn)兩條線性云:

       相對(duì)靜止4小時(shí)應(yīng)為地下水汽異常

       汶川正處兩者交叉位置就是震中

      在汶川西北方向的青藏高原北部,自5月12日9:30開始,平行于黃河上游河道(此位置為東昆侖斷裂帶,2001年11月14日昆侖山口西8.1級(jí)地震,即發(fā)生在該斷裂帶的西端,其余震沿?cái)嗔褞|移)出現(xiàn)了一條線性云,其尾部向西穿過(guò)昆侖山口。之后,其東部前端逐漸向東南震中逼近,10:30到達(dá)離震中的最近點(diǎn);再后,前端略有回退,但連續(xù)4小時(shí)保持在同一位置不動(dòng),直到發(fā)震。巨震發(fā)生之后,該線性云擴(kuò)散速度略有加快。

      在四川盆地西側(cè)即震中部位沿北東向,自5月12日10:30開始,也出現(xiàn)了一條近似矩形的線性云,以汶川為對(duì)稱中心,保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)3小時(shí)。巨震之后,該線性云逐漸消散。

     若將前者向東南方向延伸,則前者產(chǎn)生時(shí)其延長(zhǎng)線恰好通過(guò)汶川,即汶川位于兩者的延伸交叉位置。后期受風(fēng)向影響,線性云總體方向緩慢北偏,但其延長(zhǎng)線往南偏離汶川的距離不超過(guò)100千米。這一鮮明特征預(yù)示:震中就在汶川,地下水汽在震前5小時(shí)已大規(guī)模異常溢出。

二、多條震云和魚鱗震云

      多條震云,指成平行或者放射狀的云,對(duì)于平行的多條云,又稱“排骨云”,多為本地地震。有觀點(diǎn)認(rèn)為,放射狀云的震中是其成弧指向的圓心。這兩種云一般預(yù)示著2~6天以后的地震。

      魚鱗震云,由大塊云團(tuán)在幾小時(shí)內(nèi)形成的松散成魚鱗狀的云團(tuán),多與“多條震云”同時(shí)出現(xiàn),云團(tuán)深淺分明。有觀點(diǎn)認(rèn)為,淺的一端為震中,預(yù)示著2~6天以后的地震。

       舌巖體脫落說(shuō)認(rèn)為,多條震云和魚鱗震云都屬于波狀震云,這種震云的形成與地震波的作用有關(guān),是震前扭波引發(fā)空氣震蕩的結(jié)果,具體闡述如下:

     在地震孕育過(guò)程中,由于地殼巖石層處在扭旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài),因而,在舌巖體與巖石層的結(jié)合部位G點(diǎn),將發(fā)射出一種緊密型的扭波(N波),又稱震前扭波。相對(duì)于地震時(shí)發(fā)出的扭波,震前扭波的頻率較高,振動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),大約在幾分鐘到十幾分鐘之間。N波是一種剪切波,只能在巖石層中傳播,對(duì)空氣不發(fā)生作用。但是,N波可以使地表巖石層產(chǎn)生振動(dòng),發(fā)出一種低頻次聲波。當(dāng)震區(qū)周邊群山環(huán)繞四周高、中間低組成凹型地勢(shì)結(jié)構(gòu)時(shí),則構(gòu)成一個(gè)諧振腔,如同小提琴等弦樂(lè)器的發(fā)聲原理一樣,這個(gè)諧振腔能夠?qū)Φ皖l次聲波產(chǎn)生放大作用。低頻次聲波在諧振腔內(nèi)來(lái)回反射,將引發(fā)空氣產(chǎn)生震蕩效應(yīng)。通常情況下,凹型地勢(shì)內(nèi)積聚的多為潮濕空氣,加之震前的地?zé)嵝?yīng),導(dǎo)致地表水大量蒸發(fā),因而,這里常常是各種氣象云的發(fā)源地。這些云體攜帶著空氣震蕩的能量,像水波一樣一圈圈地向四周擴(kuò)散,這就是波狀地震云的起源。

       震區(qū)上空的云體按高度可分為兩種,一種是較厚的低空云,另一種是較薄的高空云,云體的厚度不同,所產(chǎn)生的波動(dòng)效應(yīng)也不一樣。低空云形成的是平行排列的條狀云,被稱為多條震云。有些條狀云會(huì)以同心圓的形式排列,呈放射狀,波源即震中所在地,它位于弧狀云指向的圓心。高空云形成的是波紋狀云,被稱為魚鱗震云,波源方向(震中)位于波狀震云淺的一端。

      可見(jiàn),波狀震云的出現(xiàn)具有一定的地域性,它的形成與震區(qū)周邊的地理環(huán)境有關(guān),這種震云只生成在凹型地勢(shì)中,無(wú)論云體如何飄移,都能找到生發(fā)地,否則就不能定性為地震云。除此以外,波狀震云的形成還與震前扭波的作用強(qiáng)度有關(guān)。震前扭波是一種脈沖波,多出現(xiàn)在地震的幾十天之前,但是,早期發(fā)出的扭波持續(xù)時(shí)間較短,脈沖頻率較低,產(chǎn)生的次聲波較弱,不足以引發(fā)空氣震蕩。只有臨近地震時(shí),發(fā)出的扭波持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),脈沖頻率較高,才能產(chǎn)生較強(qiáng)的次聲波,繼而引發(fā)空氣震蕩形成波狀震云。因此,波狀震云的出現(xiàn)比較接近臨震狀態(tài),是地震發(fā)生前的一種征兆。

三、團(tuán)塊地震云和卷震云

      團(tuán)塊地震云,指固體形狀的大塊的或者團(tuán)狀的云,一般出現(xiàn)在地震當(dāng)時(shí)或者地震發(fā)生之前?,F(xiàn)有觀察記錄很少,且認(rèn)為定義為地震云較為牽強(qiáng)。

     卷震云,指垂直的像龍卷風(fēng)一樣,或者像無(wú)風(fēng)時(shí)垂直向上的煙柱一樣的云,預(yù)示著三天以后地震。

       團(tuán)塊地震云和卷震云是兩種不同形態(tài)的地震云,雖然兩者的外觀形狀差別較大,但是,這兩種地震云都起源于震中區(qū),在此,把它們歸納為一類,統(tǒng)稱為震中云。筆者研究認(rèn)為,震中云的形成主要震中區(qū)的溫度效應(yīng)和磁場(chǎng)作用有關(guān),具體闡述如下:

     大地震發(fā)生之前,地下巖石層處在扭旋狀態(tài),由于發(fā)生了彈性熱量效應(yīng),因而,巖石層溫度將不斷升高。隨著扭旋運(yùn)動(dòng)的推進(jìn),巖石層的螺旋形紋理結(jié)構(gòu)越來(lái)越緊,高溫區(qū)逐漸由外圍向內(nèi)收縮,最后在扭旋中心形成了一個(gè)熱點(diǎn),它就是未來(lái)地震的震中。在巖石層熱輻射的作用下,大量地表水被加熱蒸發(fā)進(jìn)入空氣之中,在熱點(diǎn)地區(qū)形成了一個(gè)巨大的熱氣團(tuán)。這個(gè)熱氣團(tuán)由低空向高空流動(dòng),溫度逐漸下降,熱氣團(tuán)中的水蒸氣遇冷將凝結(jié)成水滴,大量水滴匯聚成云,這就是團(tuán)塊地震云的起源。

      可見(jiàn),團(tuán)塊地震云與普通氣象云的形成原理是一樣的,都是通過(guò)熱空氣冷凝而成。不同的是,加熱空氣的熱源不同,氣象云是通過(guò)陽(yáng)光和地面反射波加熱的。而團(tuán)塊地震云是通過(guò)地下巖層產(chǎn)生的熱輻射加熱的,因而,團(tuán)塊地震云與地震存在著一定聯(lián)系,屬于一種征兆云。通常情況下,團(tuán)塊地震云與震前的氣溫異常升高現(xiàn)象相伴生,以此可作為團(tuán)塊地震云的一種判據(jù)。

       在震中區(qū),除了形成團(tuán)塊地震云以外,還會(huì)形成另一種形態(tài)的地震云,它就是卷震云。按照舌巖體脫落說(shuō)的觀點(diǎn),卷震云的形成主要與震源磁場(chǎng)有關(guān)。

       臨震狀態(tài)下,震中區(qū)地下巖石層溫度增高、內(nèi)部壓力增大,大量地下水被加熱變成了水蒸氣,與其他氣體一起沿著斷裂帶溢出,形成了一股股上升氣流。由于發(fā)生了壓電效應(yīng),因而,這些氣體分子大多以離子態(tài)存在。在震源磁場(chǎng)的作用下,這些離子態(tài)氣體像龍卷風(fēng)一樣盤旋上升;其中,上升氣流中的水蒸氣在高空遇冷凝結(jié)成水滴,之后匯聚成云,這就是我們看到的卷震云。

      卷震云的形態(tài)與地質(zhì)結(jié)構(gòu)存在著密切關(guān)系。如果地下氣體只是由扭旋中心一個(gè)點(diǎn)溢出,那么,所形成的就是一條垂直向上的像煙柱一樣的卷震云。如果地下氣體沿著多條旋臂溢出,那么,所形成的就是呈發(fā)散狀多條像龍卷風(fēng)一樣的卷震云。這種卷震云與輻射狀地震云具有相似之處,都由一點(diǎn)發(fā)散出去;區(qū)別在于,卷震云呈螺旋上升態(tài)勢(shì),而輻射狀地震云呈平面分布。

      總之,團(tuán)塊地震云和卷震云都起源于震中區(qū),但是,兩中震中云還是存在著許多不同之處,主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

       (1)在水源方面,團(tuán)塊地震云是通過(guò)地表水蒸發(fā),高空遇冷凝聚而成。而卷震云則是地下水蒸發(fā)形成上升氣流,高空凝聚而成。即兩種地震云是通過(guò)不同的水源生成的水蒸氣凝聚而成。

      (2)在形成機(jī)制方面,團(tuán)塊地震云的形成主要與震中區(qū)的溫度有關(guān),而卷震云的形成主要與震源磁場(chǎng)有關(guān)。

      (3)在物理性質(zhì)方面,團(tuán)塊地震云體量巨大,存續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),空氣濕度大。而卷震云像龍卷風(fēng)或煙柱一樣,從出現(xiàn)到消失時(shí)間相對(duì)短暫,空氣濕度低。

四、天裂云

      天裂云,一條長(zhǎng)長(zhǎng)的裂縫把整片云分割成兩大塊,仿佛有一股突然出現(xiàn)的能量,把整片云一分為二。力度強(qiáng)的天裂云對(duì)應(yīng)較大或大級(jí)別的地震,是一種高度可信的地震云。

      天裂云有時(shí)出現(xiàn)在地震之前,稱前兆云或震前云;有時(shí)出現(xiàn)在地震之后,稱震后云。天裂云具有鮮明的結(jié)構(gòu)特征,按分裂程度(力度)分為三個(gè)等級(jí),具體特征表述如下:

      1、力度最強(qiáng)的天裂云:裂縫明顯,裂縫兩側(cè)的云層結(jié)構(gòu)厚實(shí),這種云多數(shù)出現(xiàn)在臨震或震后很短時(shí)間。當(dāng)我們看見(jiàn)力度強(qiáng)的天裂云時(shí),要特別注意之前是否剛發(fā)生過(guò)大地震,如果此前剛發(fā)生過(guò)大震,即使是力度強(qiáng)的天裂云,也極有可能是震后云。

      2、中等強(qiáng)度的天裂云多數(shù)出現(xiàn)在短臨期間,其特征是:云的結(jié)構(gòu)較厚實(shí),但裂縫不明顯。這種云會(huì)發(fā)生變化,裂縫逐漸變得明顯,轉(zhuǎn)變成力度最強(qiáng)的臨震云。

      3、力度最弱的天裂云:裂縫不明顯,裂縫兩旁的云結(jié)構(gòu)松散,整體有形無(wú)實(shí),如同“紙老虎”。結(jié)構(gòu)蓬松的低空地震云,大多數(shù)是震后云。

      那么,天裂云是如何形成的呢?筆者研究認(rèn)為,天裂云是非熱點(diǎn)地區(qū)形成的一種復(fù)合型地震云,與熱點(diǎn)地區(qū)的地震云一樣,它的形成主要與震區(qū)的溫度和斷裂帶有關(guān),具體闡述如下:

      大地震發(fā)生之前,在震中周邊的非熱點(diǎn)地區(qū),隨著地表溫度升高,大量的地表水被加熱蒸發(fā)進(jìn)入大氣層,這部分水蒸氣在高空遇冷凝結(jié)成水滴,形成了大面積的片狀云層。與此同時(shí),在這些地區(qū)的地下巖石層上面,分布著許多新生成的斷裂帶,長(zhǎng)度可達(dá)幾十至上百公里。隨著地震的臨近,巖石層內(nèi)部壓力逐漸增大,在斷裂帶的開合之間,蘊(yùn)藏在地下的各種氣體會(huì)沿著斷裂帶的縫隙釋放出來(lái)。這些來(lái)自地下的高溫高壓氣體,形成了一股強(qiáng)烈的上升氣流,對(duì)片狀云層進(jìn)行沖擊,像一把利劍把片狀云層一劈兩半,這就是天裂云的由來(lái)。

     天裂云的形成不只局限于震前,只要具備相應(yīng)的條件:一定的地表溫度和開合狀態(tài)的斷裂帶,即使震后也能形成天裂云。

      根據(jù)上述觀點(diǎn)推測(cè),在天裂云覆蓋的大地上面,一定存在著一條顯形或隱形的斷裂帶,正是從這里噴射出來(lái)的氣流,把天空中的云層一劈兩半。也許正因?yàn)槿绱?,古人把“天裂”與“土裂”兩種現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)。

    “天裂”在古籍中早有記載,現(xiàn)存的古代抄本《天元玉歷祥異賦》及《天元玉歷祥異賦圖解》兩書中,也記載了“天裂”與“土裂”的相關(guān)性?!詤未缶肌墩鹫自葡肌?3頁(yè)。

     “天裂”有可能指,好像把天空分裂成兩半似長(zhǎng)條帶狀地震云;“土裂”(一書為“土地分裂”)可能指,地震時(shí)產(chǎn)生的地裂縫。如果這樣,那么古人早就把天裂與土裂聯(lián)系在一起了?!詤未缶肌墩鹫自葡肌?4頁(yè)。

       按照舌巖體脫落說(shuō)的觀點(diǎn),斷裂帶是巖石層在扭旋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形成的,每一條斷裂帶的走向,都是扭旋中心(震中)發(fā)出的螺旋曲線。從斷裂帶釋放出來(lái)的氣體,它的運(yùn)動(dòng)既有垂直運(yùn)動(dòng)分量,又有水平運(yùn)動(dòng)分量;其中,水平運(yùn)動(dòng)分量的方向,主要取決于巖石層內(nèi)部壓力的分布狀況。由于震中所在地巖石層內(nèi)部壓力最大,隨著震中距的增大,巖石層內(nèi)部壓力逐漸減弱;因此,斷裂帶釋放出來(lái)的氣體,在水平方向上都是以震中為起點(diǎn),沿著斷裂帶向外流動(dòng)。水平運(yùn)動(dòng)分量與垂直運(yùn)動(dòng)分量相結(jié)合組成的上升氣流,在片狀云層上面撕開了一個(gè)口子,仿佛在云海中開鑿出一條人工運(yùn)河,站在震中角度看,形成的就是裂口向外的天裂云。

因此,根據(jù)天裂云裂縫的走向,可以預(yù)判出未來(lái)震中所在地。觀測(cè)資料顯示,天裂云對(duì)應(yīng)的未來(lái)震中,大致是裂口指向地面的方位,震中距通常在1千公里以上,結(jié)合以往震例、前震數(shù)據(jù)等指標(biāo),可推斷出震中的大概范圍。

     天裂云每時(shí)每刻都處在變化之中,決定天裂云變化的主要有兩種因素:地下氣體的排放量和持續(xù)時(shí)間。如果排放量較大,且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),那么,裂縫就會(huì)逐漸變寬,由中等強(qiáng)度的天裂云轉(zhuǎn)變成力度最強(qiáng)的天裂云。如果持續(xù)時(shí)間較短,或排放量處在減少狀態(tài),那么,裂縫就會(huì)逐漸變窄,由力度強(qiáng)的天裂云轉(zhuǎn)變成中等強(qiáng)度的天裂云,直至最后模糊消失。

     綜上所述,熱點(diǎn)地區(qū)與非熱點(diǎn)地區(qū),兩地區(qū)的地震云具有共同的起源,只不過(guò)受地理因素的影響,形成了不同形態(tài)的地震云。一是來(lái)自地表的水蒸氣,在熱點(diǎn)地區(qū)形成了團(tuán)塊地震云。而在非熱點(diǎn)地區(qū),形成的是片狀云層。二是來(lái)自地下的氣體,在熱點(diǎn)地區(qū)形成了卷震云。而在非熱點(diǎn)地區(qū),則是把片狀云層一劈兩半。如果沒(méi)有片狀云層阻隔,來(lái)自地下的氣體將在高空形成單條震云;因此,有時(shí)在中強(qiáng)力度的天裂云中間,能夠看到條帶狀地震云。由此可見(jiàn),兩地區(qū)地震云的形成機(jī)制,都與地下巖石層的溫度和斷裂帶有關(guān)。區(qū)別在于,在熱點(diǎn)地區(qū),形成了兩種形態(tài)地震云——團(tuán)塊地震云和卷震云;而在非熱點(diǎn)地區(qū),只形成了一種形態(tài)地震云——天裂云。因此上說(shuō),天裂云是一種復(fù)合型地震云。

      科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),衛(wèi)星云圖的高溫異常區(qū)對(duì)地震預(yù)報(bào)有一定意義。凡衛(wèi)星云圖上的夜間升溫范圍達(dá)350萬(wàn)平方千米以上,在兩周內(nèi)全球必會(huì)發(fā)生8級(jí)以上強(qiáng)震。[53]

      人們知道,某區(qū)域的顏色顯的越深,其溫度越高,因此,云層覆蓋區(qū)域中的空洞所在區(qū)域的溫度,比周圍云層覆蓋區(qū)域的溫度高。這種現(xiàn)象反映空洞所在區(qū)域下邊的地面溫度,比周圍云層覆蓋區(qū)域地面的溫度高很多。由于云層覆蓋區(qū)域以及其中的空洞所在位置均在大陸,這樣大的溫度差表明空洞所在位置有一個(gè)巨大的地?zé)釁^(qū)域,它加熱了地表的空氣,溫暖的空氣形成對(duì)流將氣象云推開形成云層中的上述空洞。

     小結(jié):

       總之,地震云是地震活動(dòng)的氣象反應(yīng),它的形成主要與震區(qū)的溫度、震源磁場(chǎng)、震前扭波和斷裂帶的分布等因素有關(guān),在不同地域和不同階段,形成了不同形態(tài)的地震云。地震云的演變是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程,常與各種氣象因素交織在一起,具有以下特征:

      (1)地震云出現(xiàn)時(shí),多為多天連續(xù)形態(tài)轉(zhuǎn)變,而非一種震云形態(tài)的固定出現(xiàn)。

      (2)地震云的形態(tài)多與當(dāng)?shù)卣K畾猸h(huán)流不符,如“卷震云出現(xiàn)時(shí)氣壓高,空氣濕度低”、“魚鱗震云、平行震云出現(xiàn)后下雨”等。

     (3)地震云可以分很多層,有時(shí)不同層的云會(huì)作反向?qū)α鳎聿煌嚯x、不同方向有震前噴發(fā)云活動(dòng)。

     (4)地震如伴有余震,震云也會(huì)繼續(xù)出現(xiàn),并顯示不同強(qiáng)度的形態(tài)。

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