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王小帅

 
 
 

日志

 
 

从气象角度谈“地震云”   

2008-12-26 10:55:02|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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从气象角度谈“地震云”  - 王小帅 - 王小帅的家

从气象角度谈“地震云”


    首先提出“地震云”这个名字的不是地震学者也不是气象学者,而是曾经担任过日本奈良市市长的键田忠三郎,他曾经亲身经历过日本福冈1948628日的7.2级地震,并且在地震前两天看到奈良天空中出现了一条白间黑的毛卷丝绳状的带形奇特云, 好像把天空分成两半似的。他预感到地震将要来临, 并向当时的县知事野村万作了报告。第二天果然发生了地震。此后, 每当发现这种云, 他就预报将要发生地震, 并称这种云为“地震云”。

    早在17世纪中国古籍中就有“昼中或日落之后,天际晴朗,而有细云如一线,甚长,震兆也”的记载,1935年我国宁夏的隆德县《重修隆德县志》中记载有“天晴日暖,碧空清净,忽见黑云如缕,宛如长蛇,横卧天际,久而不散,势必为地震”。

    通常认为“地震云”可以呈现红、橙、黄、青、紫、灰、白、黑等各种颜色。它们一般出现在凌晨或傍晚。

    目前,世界各国对于“地震云”的研究并不多,日本键田忠三郎于1948年开始研究“地震云”,并首先利用“地震云”进行地震预测;我国对“地震云”的研究始于1976年唐山大地震之后,中国科学院物理研究所吕大炯在1980年第3期科学通报上发表研究文章,他称“地震云”有三种类型:一是走向垂于震中方位的稻草绳状或条带状云;二是焦点位于震中上空的辐射状云;三是肋骨状云。

    有文章对“地震云”的描述:蔚蓝的天空中有时会留下一条飞机的尾迹,常见的条带状地震云很像飞机的尾迹,不过更加厚实和丰满些,它一般预示震中处于云向的垂直线上。

    另外有一种辐射状的地震云,则有数条的带状云同时相交在一点,犹如一把没有扇面的扇骨铺在空中,云的交点垂直于地面就是震中所在地。

    “地震云” 的生成机制,虽然有许多不同的说法,但是没有人能给出科学令人信服的解释。作为气象学者,我们给出生成云的机制是:空气中的水分凝结成小水滴或冰晶,并聚集在一起。要生成云,就要使空气中的水分凝结成小水滴或冰晶,有四种方式可以达到:1对流作用,对流作用产生上升的热气流,它可以形成积云,如果它上升的足够高,则形成积雨云。2锋面系统,当前进的暖气流滑到冷气流的上部时,或当前进的冷气流插入暖气流时,云就形成了。3气团的辐合,有时当气团在表面辐合时,一个低压井形成,它会推动气流上升,从而形成云。4地势抬升,当流动的气团越过山脉而抬升时,云也会产生。

    对看云预报地震是否有科学根据的问题, 日本地震学界与民间分歧是很大的。据报导, 1978年3月日本地震预知联络委员会系研究地震预报的最高机构在气象厅召开的例会上, 地震专家们肯定地说“ 奈良市长键田看云预报地震的方法是无稽之谈” , “ 这种不科学的情报只会扰乱人心, 引起社会上的混乱” 。在研究了“ 地震云” 照片后, 他们一致认为, 仅仅根据云的丝绸状就同地震前兆联系起来是缺乏科学根据的。有的人说“ 地震云” 显然是卷云。该会会长荻原尊礼东京大学名誉教授说“ 要是作个统计就可了解, 云和地震的关系纯属偶然, 过去也有许多像这种人一样把与地震毫不相干的现象联系预报地震”。日本著名地震学者力武常次也持否定的态度。

    但是针对上述批评,  键田市长说“ 要是学者做出地震预报就好了, 不作预报的人批评作了预报的人是没有道理的。我预测了小笠原地震、东海地震、大船渡地震、伊豆地震、中国唐山地震”, 都在一、二天前就做了预报。我还打算今后要预报会使奈良受到破坏的地震。我希望学者更谦虚地进行研究, 有不同看法的人可请到奈良面谈。”

    可见争论是相当激烈的。

    我们认为, 对于所谓“ 地震云” , 要认真观察, 实地分析, 积累起丰富的科学资料, 结合我国的实际情况, 努力研究, 才能得出科学的结论。

   是否有“ 地震云”日前还是一个谜。

   作为一位气象学者,我们就能够找到的 “地震云”的图片进行了分析,认为第一种“稻草绳状或条带状云”类似于气象上高云中的卷云类,其云底高度在6~8千米,云中温度在-20~-27摄氏度,卷云的丝状物由冰晶组成,由于高空风很强烈,一条云有可能会被拉得很长,云丝的飘向即是高空风的方向。

    第二种“焦点位于震中上空的辐射状云”。根据提供的“地震云图片”我们认为类似于气象上辐辏状高积云,出现这种云时,高空多显示有很强的气流波动,高空大气层结不稳定,在气流上升的地方形成绳状云,在气流下沉的地方,显现蓝色天空,多在早晨展示成多条高积云呈辐辏状,随后变薄消散。

    第三种肋骨状的云,这类似于比较标准的透光高积云,这种云出现的在2.5~5千米高度,出现这种云时,高空多显示有很强的气流波动,高空大气层结不稳定,在气流上升的地方形成绳状云,在气流下沉的地方,显现蓝色天空。

    实际上,第二种和第三种“地震云”根据描述和能找到的图片分析,均为气象上的透光高积云,云状显条形整齐排列,像粗大的绳子或助骨般排于天空。辐射状和肋骨状高积云,其实是同一种云,只是因为观测者的视角不同,正如你立于跑道的一端,看到的跑道由宽变窄,跑道从远处向你是辐射状而来的;如果你立于跑道的一侧,想想看到的跑道会是什么样子?再想象如果跑道升空,你立于跑道下向上观看跑道,又会是什么样子?看到助骨状高积是因为我们位于云的下面,看到辐射状高积云,是因为我们立于云的前方。

    “地震云可以呈现红、橙、黄、青、紫、灰、白、黑等各种颜色,它们一般出现在凌晨或傍晚。”我们知道当太阳光射入大气层后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒,就会发生散射。这些大气分子和微粒本身是不会发光的,但由于它们散射了太阳光,使每一个大气分子都形成了一个散射光源。根据瑞利散射定律,太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来,因此,白天我们看到晴朗的天空总是呈蔚蓝色,而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强,在早晚,当太阳接近地平线或在地平线以下,它们就透射出来,更容易让人看到,另外,云团是不均匀的,厚的地方就显黑,薄的地方就显灰或白。这就是为什么“地震云”可以呈现红、橙、黄、青、紫、灰、白、黑等各种颜色。

    “地震云”是否存在?键田忠三郎等研究的“地震云”究竟是什么样子?从发表的文章上因为图片质量差,看不清楚,很难解释。就我们能够找到的所谓“地震云”均为气象上很平常的卷云和透光高积云,或者是两种云同时存在于空中。

    下面几幅图片是网络上收集的所谓的“地震云”,这里分别给出气象上的解释。

 

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 图1 后面丝状显辐辏状的大片云体为放射状卷云,云底高度在6~8千米,云中温度在-20~-27摄氏度,卷云的丝状物由冰晶组成,云丝的飘向即是高空风向。横跨天际这条云是波状高积云,可以看出它在向密卷云转化。这是天气将转坏的先期征兆,云层所在高度为对流性不稳层结,即有气流上下扰动,未来有降水。

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图2

(透光高积云)云体较薄,显白色,在天空中整齐排列,云体之间有缝隙,可见蓝天。高积云如果变化不大,预示着晴天。如果高积云的厚度继续增厚,并逐渐融合成层,则显示天气将有变化,甚至会出现降水。

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图3 不同方向的透光高积云。

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图4 放射状卷云,表示夏季卷云所在高度为冷气流,云体显放射状,常是降水天气的先期征兆。
 

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图5本图为密卷云,属于高云由冰晶组成。

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图6本图为透光高积云,高度在3~5千米,拍摄时间为太阳升起之前。

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