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关于“地震-电离层扰动”,日本学者梅野健的忽悠能力有多强?

已有 4425 次阅读 2016-10-7 13:09 |个人分类:强震预测|系统分类:观点评述| 地震, 电离层扰动

这些年,日本学者拿NB奖拿到手抽筋,不得不承认人家在某些领域是有两把刷子滴。我觉得这得益于:良好的科研环境可以让学者们静心科研。急功近利只能催生一批跟风造论文的“搞手”,搞不出有重大意义的原创成果。

但一码归一码,若转到地震预测研究领域,日本学者和其它各国学者一样,立马洋鬼子看戏-傻眼了。我接触过诸多地震学领域的“大牛”,无论其NB到神马程度,一谈到地震预测,先不说对地震的认识如何,其修炼不到家的科学素养立马就露出了马脚,这里就不举例说明啦,免得对号入座。

好啦,不扯淡了,说正题吧。

今天,看到一则新闻【1】,报道说:外媒称,日本京都大学通信工学专业教授梅野健的科研团队在930日出版的美国专业杂志中发表研究成果称,已成功检测出东日本大地震及其前后里氏7.0级以上地震发生前的20分钟至1小时内,在高空300千米附近的电离层发生的电子数异常。

顺手用百度搜了下,看到【知乎】网的一篇文章:

如何看待京都大学梅野健Ken Umeno)新发表的关于地震预测的论文?

论文名叫Correlation Analysis for Total Electron Content Anomalies on11th March, 2011".他在文章里通过对电离层里Total Electron Content数据的分析得出结论,2011年日本大地震一小时前震中上方的电离层出现异常。尽管他在文章最后提到这个方法只是基于correlation方面,还不了解其中的机制,但是他也认为这个方法未来可能作为震前异常观测的一个方法。请问有没有地物大神能分析一下,这个研究靠谱吗?如果靠谱,有可能会因为什么原理呢?附个链接: http://www.arxiv.org/pdf/1606.02708v2.pdf

俺把这篇文章载下来,好好学习了一番,写了点心得体会。

基于电离层异常扰动预测大地震,是一个老掉牙的话题了,上世纪60代前苏联学者开始了这方面的研究。近年来,不少学者【2认为在强震和火山发生前的几天到几小时不等的时间里对应活动区的地壳和对流层中存在电磁耦合过程在电离层内存在异常变化。地震-电离层扰动的物理解释众说纷纭主要的假说可以这样分类一是地震区产生的机械波对电离层的影响二是地震区的异常地磁波进入电离层引起电离层扰动。图0是地震-电离层扰动机理假说的示意图


0 地震-电离层扰动机理假说的示意图【2

大震前,确定有电离层异常吗?别急着知道答案,咱先看看梅野健的论文靠谱吗?

与过去有关的研究相比,梅教授的主要贡献主要是在数据处理方法方面有改进,用他自己的话说“In this paper, we propose the correlation analysis method to detect TEC anomalies. This method is practical because it does not need data after the corresponding earthquakes and can beeasily implemented as automatic computation of correlations.

无图无真相,看看梅教授的研究结果。

Figure 1 shows the result ofcorrelation analysis on 11th March, 2011 when the 2011 Tohoku-Oki earthquake occured. This result indicates that there exists an anomalous trend before the earthquake.

Figure 1: The result of correlation analysis on 11th March, 2011. The vertical

axis shows the correlation C(T) and the horizontal one the time t [UTC]. The

black line indicates the exact time 05:46 [UTC]when the 2011 Tohoku-Oki

earthquake occured.

看到上面这个图,俺不禁拍案叫绝道“高,实在是搞!”

搞电离层扰动的人士晓得,其影响因素【3】包括太阳活动、地磁活动、大气波动、剧烈天气以及其它方面(例如地震、火山以及人类活动等),那么请问梅教授,这种异常能确认不是其他干扰,而仅与地震有关吗?起码,也得用统计分析做做功课排除干扰吧。

还有一个学者们常犯的问题,即数据分析的时间尺度问题。图1的时间尺度只有几个小时,而某地震区的major earthquakes孕育历时通常为数十年乃至上百年。如果把时间尺度拉大,类似于图1中的所谓异常可能就是“常态”,与大(巨)震并无可识别的对应关系。不注意这个问题,数据分析就成了“过家家”的儿童游戏,难道对如此简单的问题,审稿人没看出来吗?

咱们看看日本20119.0级地震的孕育过程是否如此?

该震发生在北海道地震区(图23示出了该地震区当前孕育周期经误差修正后标志性地震事件之间的力学联系(秦四清等,2016a)。根据189865日日本海沟Muk8.7级地震前的CBS值,可较准确地连续预测到1952114日勘察加东部近海MW8.9级地震与2011311日日本宫城东部近海MW9.0级地震的临界CBS值。根据秦四清等(2014a提出的主震事件判识原则,判断该区当前孕育周期存在第3锁固段,当其被加载至峰值强度点时,应发生标志性地震事件。

如果从1952年勘察加MW8.9级地震后至2011年日本巨震前,开始监测电离层扰动变化,会出现啥事呢?在此期间,该区M $\geqslant$ 7.0级以上地震频发,其中MW $\geqslant " style="color:#333333;font-family:symbol;line-height:32px;text-indent:28px;$ 8.3级地震5次。若电离层异常真与大震有关,容易知道类似于1的异常会成为“常客”。所以说,人人都能当事后“诸葛亮”,但事前在不掌握大地震机制的情况下,撼山易,当“诸葛亮”难!


2 北海道地震区地震构造图


3 北海道地震区144.2.15-2016.2.24之间CBS值与时间关系

(数据分析时选取MW≥7.0级地震事件;误差修正已被考虑)

研究短临异常,不能混淆异常现象与大地震发生前、震时与震后的对应关系。以电磁或电离层异常为例,若在某次大震震时或震后短期内观测到显著异常,容易从物理机制上给予解释,而如果说大震前能观测到,就不好解释啦。

看来,梅教授只能忽悠吃瓜群众,而不能忽悠稍有点思辨能力的科学家伙,其忽悠能力一般般啦。

参考

【1】日媒称地震预测研究获突破:有望提前20分钟预警

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/10/357663.shtm

【2】曹丙霞乔晓林地震-电离层扰动探测技术的研究进展地球物理学进展2009,24(1):51~57

3方涵先翁利斌王威,张建斌,韦浩.电离层在地震短临预报中的应用,科学技术与工程, 2010, 10(27):6698-6706.

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