1978年3月6日,日本奈良市市長鍵田忠三郎在舉行記者招待會時,他指着北方天空的一縷雲說:“這就是地震雲,不久將會有一次影響日本廣大地區的強烈地震。”就在第二天,靠近日本的大海里果然發生了一次7.8級地震。

利用地震雲來預報地震引起了學術界的重視。由於這種方法觀察方便,無需任何設備,所以不僅受到專業地震工作者的重視,一些業餘愛好者也都躍躍欲試 [1] ,想驗證一下這種方法的正確程度。

作爲一種新的方法,鍵田忠三郎也遇到了挑戰。日本有一個“地震預報聯絡委員會東海地區判斷會”,是日本地震預報的最高權威機關,該會的專家認爲這種方法只能在社會上引起混亂 [2] ,沒有任何科學價值。東京大學教授荻原尊禮認爲,這種方法中講的地震雲純屬巧合。連日本氣象廳主管地震問題的專家也說鍵田忠三郎統計的地震,有的遠離日本本土,有的發生在海底數百千米深的地方,其前兆不可能在日本本土上空的大氣層中有反映。

地震雲是出現於天空的雲彩,爲什麼有的人能從普通的雲彩裏發現與地震有關的地震雲?什麼形狀的雲彩與地震有關呢?

我國地震研究 [3] 工作者發現,地震雲顏色複雜,多呈複合色,一般有鐵灰、桔黃、橙紅等。地震雲多出現在凌晨或傍晚,分佈方向與震中垂直,有的人根據這個規律曾經成功地預報了地震的震中位置。我國地震學者呂大炯 [4] 彙總了一定範圍內的地震雲,並製成了地震雲分佈圖,在這張分佈圖上,他確定了地震雲垂線交匯點的地面投影位置,並認定這裏是地震可能發生的地帶。我國20世紀70年代地震研究的實踐證實了呂大炯的推測。呂大炯還認爲,這種地震雲在時間上既可以和近期地震相對應,也可以和遠期地震活動相對應。在空間上,既可以和近距離的地震相對應,也可以和遠距離的地震相對應。例如太平洋彼岸的墨西哥8級地震和西半球的亞速爾羣島地震,都影響到了北京地區的大氣層,有人在幾天以前就觀察到了雲彩的異常變化。

除了常見的條帶狀地震雲外,還有一種地震雲呈輻射狀。這種雲從某一點向外呈指狀輻射,它主要出現在早晨和傍晚 [5] ,由於霞光的關係可以有不同的顏色,雲的輻射中心多位於震中的上空,因此從鄰近地區常常看不到它的全貌,而只看到幾條向中心匯聚的指條狀雲。這種地震雲可能主要與近距離的地震有關。

還有一種雲,地震學家給它取名爲肋骨狀雲。這種雲像是一些排列整齊的肋骨,沿一方向呈寬帶狀分佈。它可能是長蛇狀雲的“寬化”,很可能是由於同時來自大致相同方向的兩次地震共同激發的結果。

地震雲是怎樣產生的呢?

日本是地震雲記載最多的國家之一,所以日本學者率先對它進行了解釋。

日本九州大學真鍋大覺副教授認爲,地震之前,地球內部積聚 [6] 了巨大的能量,並促使地熱升高,加熱空氣,使其成爲上升的氣流,以同心圓狀擴散到同溫層,使1000米高空的雨雲形成細長的稻草繩狀的地震雲。

真鍋大覺的理論中有一些很難自圓其說 [7] 的地方,我國氣象地震研究人員從大氣物理角度提出了質疑。

首先,同溫層在對流層上面,距離海平面高度爲10000多米。這個高度,一般上升的氣流是達不到的。就是火山噴發、核彈爆炸,也只能使空氣對流上升對流層頂附近的高空。而且這種強烈對流,一般都是產生“塔狀”、“柱狀”、“蘑菇狀”等垂直方向發展的對流體,不可能形成沿水平方向展開的橫臥狀的細長帶狀雲,更無法解釋這種長條狀云爲什麼垂直震源方向分佈。

其次,按照真鍋大覺的理論,地震雲應出現在地震震中的上空;根據我國大氣物理學家顧震潮先生的理論,地震雲距震中最遠不超過3000米。然而據有關報道,有人在距離震中幾千千米以外看到了地震雲,甚至有人隔着半個地球的遙遠距離也看到了地震雲。這又怎麼解釋呢?

第三,地球岩石的熱傳導是極其緩慢的,它通過10米厚的岩石至少也要3年。那麼,地球內部所積聚的能量,又是通過什麼機制加熱大氣的呢”

針對真鍋理論受到的挑戰,我國學者呂大炯提出了下列解釋理論:他認爲地震雲除了可能出現在震中區上空外,也可能出現在那些遠離震中區而又有應力集中的斷裂帶上空。當這些應力本來就集中的斷裂受到遠處震中區因震前容積增大而傳遞來的應力時,應力就更加集中了。斷裂帶上的強應力作用使岩石發生擠壓 [8] 摩擦,造成熱量增加,於是,地下熱流通過斷裂不斷逸出地面,並上升到高空,形成條帶狀地震石。

呂大炯還認爲,地熱傳遞給大氣,不一定非通過從斷裂帶逸出的氣流不可,還可以通過輻射的方式(如超高頻或紅外輻射)來加熱斷裂帶上空的各種微粒,從而導致了條帶狀地震雲的產生。由於斷裂帶大多垂直震中的震波傳遞方向,所以由此產生的條帶狀地震雲也是垂直來自震中的震波傳遞方向。

輻射狀地震雲是怎樣形成的呢?呂大炯認爲是由於震中處於某些應力高度集中的斷裂交匯處,而且,應力隨距離而衰減,因此便形成了焦點對應震中的輻射地震雲。

我國學者呂大炯的理論,雖然更好地解釋了地震雲的某些特徵,但這些理論仍是帶推測性質的,至今還沒有獲得有關的實測數據,而對於那些相隔半個地球的遠震地震雲來說,它能否把應力傳遞過去,也實在令人懷疑 [9] 。那些發生在海底的地震,更令人難以相信它們會引起地震雲。

地震雲是不是真的存在呢?它又是怎樣形成的呢?這些都還是難以準確回答的謎。