1 研究背景

当前，全球地震活动越来越频繁，但地震预测是国际公认的科学难题。大地震的发生常常造成严重的人员伤亡，因此人们投入大量资源与精力进行地震预报研究。目前，地震预测方法大致可以分为地震地质、地震统计和地震前兆等3类。由于地震预测难度高，尚没有较好的方法能够实现精准地震预测。曾佐勋等（2021）研究了地震发生机理，得出震前断层会释放气体到大气层的结论。在现有地震征兆研究基础上，文中对大地震产生机理及震前征兆进行了研究，发现气旋以及云气形态与地震的发生存在密切联系，并对今年发生的地震进行分析，在一定程度上解决了震前震中定位问题，从而印证了研究方法的可行性，这对建立新而有效的地震预测系统具有一定的启发意义。

2 地震产生机理研究

地震发生前，地球内部处于一种相对平衡稳定的状态，但是由于内外合力的影响，内部平衡状态遭到破坏，因此出现应力集中，产生地震现象。故文中对地震机理进行深入研究，以期找到地震发生的原因。

地球内部岩体由于受压受拉或剪切破坏等产生裂隙或断裂，导致深层高温物质向地表方向上涌，造成局部热流异常与附近区域温度差异变化。地表地壳海洋、陆地对岩浆冷却速度不一致，导致液态—固态物质收缩膨胀速度不均匀。从而温度的差异性使得岩层产生应力集中。

另外，大量实践表明，地震发生时间、地点与太阳系内各大行星、月亮及地球的公转自转紧密关联。统计结果显示，全球大地震大都发生在每月的初一、十五前后几天（月球对地球产生最大引力），且上半年地震集中发生在北半球，下半年集中发生在南半球，这是因为上半年太阳主要活动于赤道与北回归线之间。上述事实从侧面印证了天体引力对地震发生产生了重要影响。

3 震前征兆分析

在孕震过程中，地震发生前会存在一个岩层塑性变形、断裂的过程。受应力集中现象影响，深部地壳逐渐发生破裂，导致地球内部热量及气体释放出来，上升到地球高空形成云层，使得震中成为低压区域，进而形成气旋。随着地下岩体逐渐破坏，这些热量及气体会随之发生变化，直接导致低空云层形态发生变化，并对震区内的雨雪降水与温度等产生影响。

3.1 气旋与地震的关系分析

在气象天气中，气旋为低气压中心，周围的空气向气旋中心涌入或辐合。2022年5月秘鲁、中国台湾和日本均发生了较大等级的地震：5月9日，中国台湾发生6.2级地震；5月17日本发生5.3级地震；5月26日，秘鲁发生7.2级地震。分析发现，这些地震在发生以前，距震中180 km范围区域内均有气旋产生，且气旋驻留时间较长，累计可达10个小时以上。基于这种规律，可以利用气旋活动作为地震预测的重要手段，将气旋中心活动轨迹区域作为地震可能发生的震中位置。

3.2 云气形态与地震关系分析

地震发生前，地壳岩层由于受到挤压会产生热量，导致地壳、地表气体上升到高空，使得震中附近区域变为低压区。这种压力差的存在会导致周边地区的风力、风向发生改变，并使得非地震区域云层向震中位置移动聚集，导致云气形态等发生变化，并形成特定形态，如弧形或直线型等。如图 1所示，2022年5月22日，玻利维亚、巴拉圭地区上空白色云层出现线状特征，则其邻国秘鲁于5月26日发生了7.2级地震，地震区域正好位于该线状云层延长线附近，图 1中绿色直线表示延长线。因此，可以将这种特殊形态的云层作为震前征兆，并且可以根据云气的形态对震中位置进行定位。

4 总结

受天体引潮力、地球自转以及内部岩浆活动等综合作用，地球岩层受到挤压、拉伸，导致地震附近区域温度升高，震中附近区域形成低压区，产生气旋以及特殊形态的云气等震前征兆，这些可以为地震预报以及震中定位提供科学依据，结合地磁、地电、电离层、重力、地下水、化学元素等，有望实现地震的科学预防预报。

感谢北京恩光波防灾减灾科技中心、数字福建工业能源大数据研究所与福建省农业物联网应用重点实验室的支持。