我国疆土广阔，位于多板块交界处，是地震灾害非常严重的国家。除了“唐山地震”和“汶川地震”这样巨大的灾害以外，大大小小的地震也时有发生。国家地震局统计，2008年全国5级以上地震发生了88次，其中大部分集中在板块活跃地区如台湾省和四川省。虽然地震是常见灾害，但目前人类对地震的研究进展还不足以对地震进行准确的中短期预报，很多人试图寻求其他方式来间接预报地震。

2008年5月12日汶川地震前3天，合肥、天水异彩和山东临沂等地有人称看到地震云。2008年5月31日合肥再次出现大范围地震云，6月1日巴士海峡发生地震。现在网上又开始流传江苏一带多处出现地震云，甚至有人宣称这段时间附近地区将发生强地震。这一事件引起群众广泛关注，这传说中的地震云是何方神圣？它真的是“地震使者”吗？

[10.13北京发生1.8级地震，网友自称拍到地震云，图片来自凤凰网]

“地震云”只是中日民间传说

第一个提出“地震云”说法的是一个日本政治家，曾任奈良市市长的键田忠三郎。他在1956年日本福冈7级地震之前看到一条非常奇特的云带。之后他留意到，只要出现这样的云，某处就会有地震发生。于是他称这样的云为“地震云”。随后几十年，中国和日本民间爱好者做了一些观测和总结，认为“地震云”是地震在酝酿阶段向天空释放的云雾信号。其形态或成一条狭长的云带，人称“飞机云”；或成辐射状的“扇骨云”带；或一条一条平行排列的“肋骨状”云。通常出现在早晨和傍晚，会出现各种各样的颜色。

关于“地震云”的生成机制，第一种是热能和水汽释放理论，当板块运动时会从地表释放出大量的高温高压水汽，水汽上升在大气中形成狭长的“地震云带”。另外一种理论是说地震之前地磁场以及电磁场都会发生变化，于是水汽或者尘埃受到影响而形成有序排列的地震云。

不少人利用类似理论预报地震，比如旅美华人寿仲浩就是其中一位。他靠看卫星云图上地震云带的位置地震进行预报做了十几年的地震预报，并自称成功地报出2003年12月伊朗办姆地震。有的报道甚至称他为“读懂了云的语言”的人。

“地震云”成为这些自发研究地震预报的人们关注的话题已经数十年，网上流传着无数声称是在大地震之前拍摄到的各种“地震云”图片，还有人统计比较各地“地震云”传闻和事后发生地震的相关性。他们声称，“地震云”出现后几天到几个月，在距离“地震云”数百到上千公里以内的地区，大多会发生地震。

与此同时，“地震云”几乎完全没有被主流科学界所接纳，它既不是气象学术名词也不是地质学学术名词。其不流行到，连认认真真地用科学知识反驳“地震云”的文章都少之又少。讨论“地震云”的几乎只有中国和日本的民间人士。不但欧美气象部门没有关于地震云的课题，中国气象部门和日本气象厅也没有。“地震云”的支持者对此的看法是由于“气象学家和地震学家片面地否认和牵强地用气象学理论解释”。他们依然孜孜不倦地进行信息收集和分析。

在气象学和地震学工作者看来，“地震云”是一个缺乏理论基础充满民间想象的“传说”。起码,它还有好几个待解答的疑问。

四问地震云

1) 如何证实“地震云”是“潜伏”在普通云中的“地震使者”？

对于气象学家而言，那些所谓的“地震云”都属于气象学中云的范畴。气象学中相关云的生成均跟天气系统或者当地对流条件相关，它们的产生需要很大的能量。带状的“飞机云”属于卷云带（cirrus streak），其大多发生在高空急流边缘，被拉伸很长。在卫星红外线云图上看到白亮狭长的云带，对比天气等高线图就能证实这个说法。辐射状的“扇骨云”有的是几条卷云带，有的是高积云带，形成这样的分布也是由于高空风场的分布。

“肋骨云”属于云街（cloud streets），由于大气湍流的有组织分布会形成水平延伸的涡度卷，在上升区就会形成云，下沉区为晴空。网上有大量在各国拍摄到的普通云，和所谓的“地震云”难以区别。

[左图：网友号称汶川地震前在山东临沂出现的“地震云”；右图：正常、规律的大气湍流在美国德克萨斯州奥斯丁市上空形成的云街。]

2) 如何证实地震之前会有如此大量的热能和磁场释放，并产生高空的云？

有人根据在某处地震时发现涌出一些高温地下水，就认为板块运动会释放出大量热能和水汽。这种说法很难让人信服，因为大气运动需要远远大于人们想象的能量。试想如果地表释放的水汽都能够在天上形成云了，那么居住在地表的人们会没有更明显的知觉么？密集的气象自动站都在观测着地表和地中温度，并未有数据证实地震之前地表温度有系统性地增温，更别说增温到6000米高空产生大范围的云带。另一方面，局地加热产生的对流云（不管你是地热加热还是太阳辐射加热），由于其强对流不稳定（上冷下热）都会发展成积雨云伴随着降水。就如炎热潮湿夏季出现的午后雷阵雨，就是局底加热对流生成的云。就算地热放出的水汽能产生云，也应该是这样类型的云体，而非卷云带或者高积云等。

关于电磁场变化的说法：地磁场的改变并非易事，是否有数据显示地震前磁场的变化强度呢？当近地面出现如此强大的电磁场变化时，人们生活是如何不受到影响？另外，电磁场影响云的分布这一说并没有足够的观测支持，当空气中粒子被电离以后，电势场达到一定强度就会释放电能（闪电）。如果电磁场变化达到影响云的分布的话，是不是应该会观测到高空的放电现象呢？

3) “地震云”的出现和维持时间怎么与地震活动搭配？

据称“地震云”常出现在早晨和傍晚，持续时间半小时到数小时。出现后有时1周到2个月以后才出现地震。既然板块运动在释放热量和电磁场，为什么此后没有反复出现？地表释放热量的话，应该不分昼夜，是否有“地震云”的夜间观测呢？

4) 如果说“地震云”是地震的终端产品，那我们为什么要舍近求远呢？

“地震云”理论在从地表能量到云体的外形持续时间等问题都是含糊带过的。从板块到地表到天空6000米，中间涉及了太多的物理过程。如果能产生“地震云”，这些过程都不应该是不可测的。比起天上的云，为什么不加强对此前那些变化过程的关注？

就算“地震云”支持者能从普通云中成功地将“地震云”筛选出来，从地表温度和电磁场观测中找到充分的证据，并通过模拟证实由此可以产生云，并且是外形比较特殊的云以后，还得面临另一个实践问题。从现在网上流传的预报跟实际结果对比看来，“地震云”的预报指示意义也非常有限。网上所谓的“地震云”的“成功例子”很多是：A城出现“地震云”，几天以后距离A处上千公里的B处发生地震。

（本文已于2010年4月发表于《南都周刊》)

欧洲空间局（ESA）8月9日表示，3月的日本海啸影响到了1.3万公里外的南极冰架，部分冰层碎裂成巨大冰山。

在位于马里兰州的美国宇航局戈达德太空飞行中心，由冰川专家凯利·布伦特领导的一个团队对海啸引发的冰崩进行了研究，其研究结果8月8日公布在了在线期刊 《冰川杂志》 （Journal of Glaciology）上。

据称，欧洲空间局的欧洲环境卫星（Envisat）在3月12日发现了从苏兹贝格冰架碎裂出来的冰山。这些冰山随后在3月16日被发现已漂浮至罗斯海。

其中最大的冰山面积约为9.5公里乘6.5公里，比曼哈顿的面积略大，其深度估计约80米。美国专家通过分析Envisat的雷达图像猜测，波浪在穿越大洋传播至13000公里时浪高可能只有约30厘米。

欧洲空间局在一份新闻稿中表示，即便如此，波浪有节奏的上下运动仍然足够破坏冰架的刚性结构，造成其边缘冰层的大量剥落。冰架是依附着海岸线的大面积浮动冰层，是由流入海水中的冰川行成的。

来源：欧洲空间局网站8月9日报道

Luna 3.0 编译，Poguy 审稿

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日本又地震了，还是8.8级的特大地震。灾害性地震本身就很可怕，更不用说紧随其后的伴生灾害了。对发生在海洋里的地震来说，其伴生灾害中最具破坏力的就是海啸。日本地震发生后，很多人都通过视频见识了海啸真面目。海啸远不如地震那么“轰轰烈烈”，只是悠悠地往前推进，一路上，船只、车辆还有一些房屋就都 “打了水漂”。其实，海啸造成的损失往往会高于地震本身。

2004年，印尼苏门答腊附近海域发生的强地震造成的直接损失并不大，但其引发的海啸却造成印度洋沿岸十多个国家20多万人死亡或失踪。

NOAA模型预测的日本海啸波引起的振幅影响。不同颜色代表不同振幅，单位cm。灰色的轮廓线预测的是波到达的时间。

水深越浅，海浪越大

从本质上说，海啸跟我们往水里面扔石头搞出来的水波差得并不太多。它们都是水面受到扰动后，在重力作用下往外传的波动。这类波动有个学名叫“重力波”。

不过，与常见的水波不同，海啸的两个波峰之间的距离非常长，一般来说都得隔上几百千米。海啸的传播速度非常快，其时速通常情况下大约为500-800千米。再加上海啸在传播过程中耗散过程很弱，所以在大洋这头发生的海啸，常常能很快就影响到大洋对面的国家。

与很多人的直觉不同，在大洋里，海啸引起的海表面变化很小，大多为几十厘米，甚至很难觉察到。不过，因为海啸的传播速度与水深有关，海啸传到浅海后，水深发生变化，再加上海底摩擦的作用，其传播速度会减慢。由此引起的水体堆积会使海表面变化急剧增大。有的时候，由此造成的巨浪甚至可达30米以上。这么巨大的水量会淹没沿海的区域，会给当地造成严重的生命和财产损失。

突升、突降造就海啸

（制图：空错）

如上文所说，海啸跟用石头砸水搞出来的水波差不多，但小小的石头是引不起海啸的，只有当大面积水体突然抬升或者下沉，才能引发海啸。能有这等本事的家伙，除了海底地震之外，基本上就是海底火山爆发、海底大面积滑坡了。

这些过程释放的能量都是非常惊人的。不过，值得注意的是并不是所有地震都会引起海啸。以海底地震而言，有些地震是由板块水平滑移断裂造成的。这种地震并未造成起始的水体抬升，就不会引起海啸。

除了这些，还有一些不那么典型的事件也可能导致海啸，比如小行星撞击地球。这个可不是开玩笑，很多科学家都认为，在6500万年前毁灭恐龙的“K-T灭绝事件”就曾经导致了全球范围内的大海啸，有些科学家推测，在某些地区，海啸巨浪的高度甚至可能达到300米。

良好生态环境有助减灾

要想避免海啸带来的巨大损失，第一招就是建立预警系统。这种系统利用地震台网确定地震发生的位置，然后结合深海的潜标来判定是否有海啸生成。一旦确定，就马上利用海啸传播的时间来发出警报，让可能受到影响的地区做好准备。

再者，沿海区域的植被，如红树林等，也会缓解海啸的危害。因此，保护沿海区域的生态环境，除了生态方面的好处，对减灾也是大有帮助的。有的国家和地区还采用建高墙的方式来抵御海啸，不过因为成本的问题，这墙也不能修的太高，只能挡挡小海啸罢了。

如果这些都没起作用，那么还有最后一招。海啸是波。有的时候，波谷会先传到岸边。这时就会出现海水突然急速后退的现象。如果你在海边突然发现这种情况，请务必立即到地势较高、基础稳固处躲避。当然，如果是波峰先传递到岸边，这招也就不灵了。

本文已发表于 果壳网 自然控：【地震特辑】海啸如何席卷整个太平洋？

震级（M）的英文单词为magnitude，它用于表示地震的相对大小。说相对，是因为震级没有量纲，它可以是0，也可以是负数。比如用锤子敲击地面，产生的震级大约为-1级。

这是一个大众即熟悉又陌生的科学名词。虽然我们经常听到这个名词，但我们对它并不了解。震级是地震学定量研究的基础，但计算过程非常复杂，难度超出了一般人的想象。

为了全面研究地震，人们发明了不同的震级标度。不仅有我们耳熟能详的里氏震级M_L，还有体波震级mb，面波震级Ms，Lg波震级mbLg，矩震级Mw，持续时间震级Md，能量震级Me，地幔震级Mm，等等。地震发生后，不同的地震波（震相）在不同的地球内部传播，用不同距离的不同类型的地震仪，对地震波的不同震相进行不同算法的计算，就能得到各自相应的震级。

作为大众，我们没有必要深究震级的计算过程，以及各震级之间是如何进行转换的，但我们需要知道媒体报道的震级指的是哪一种。以这次日本大地震为例。

世界时间2011年3月11日5时46分23秒（北京时间13:46:23），日本最大的岛——本州岛东部海域（38.322°N, 142.369°E）发生强烈地震。美国地质调查局（USGS）下属的国家地震信息中心（NEIC）地震响应能力很快，他们很快在网站上公布了初步结果，震级M=7.9（图1）。

图1

这里M7.9所指的震级是Mi，这种震级和矩震级Mw不同，它是科学家Tsuboi (1995) 为了对大地震的海啸能量作出快速评估，而做出的快速求解Mw的方法。但Mi的震级范围为5～8，一旦地震震级超过8级，Mi就不准确了。因此，过了没多久，USGS就将震级修正为Mw8.9级（图2）。

图2

Mw是真正的矩震级，这种震级和地震震源的物理过程直接关联，能够反映地震实际释放的能量大小，也是目前用于度量地震最理想的标度。理论上，Mw震级没有上下限，但地球的板块大小是有限的，那就意味着岩石的破裂长度是有限的，震级也就不可能无限大。事实也是如此，迄今为止，最大的一次地震是1960年的智利大地震，Mw=9.5，引发的海啸波经过20多小时传播，使日本海岸造成了重大灾害。那么，地球会不会产生10级的地震呢？理论上很难，因为要产生这么大的地震，要求的地震破裂长度是地球的1/4圈，位错是现今地震最大位错量的10倍。

地震发生后，中国地震局台网中心也利用自己的台网作出了快速响应，他们定的震级为Ms8.6（图3）。Ms是面波震级的简称，s表示surface wave（面波）。由于世界各国地震台网有各自的研究历史和震级计算公式，我国通常用Ms表示地震大小，对外公布的震级也大多是这种震级。但是，这就面临一个问题：当震级M>8时，Ms就会出现饱和，便会低估地震的能量而不能正确地反映大地震的能量。举个例子，1960年智利大地震，矩震级Mw=9.5，但Ms仅为8.5。因此，中国地震局后来对Ms8.6进行震级校正，最后将震级修改为8.8级。

图3

来源：原创

作者：空错

我想知道在多远的距离上帖子的能量会超过地震波的动能……

原作：xkcd
汉化：Ent