关于九州破局性火山喷火的概率问题

来源: 梦云随风于 2014-10-30 05:32:44 [档案] [博客] [旧帖] [给我悄悄话] 阅读数 : (4176 bytes)

日本神户大学大学院理学系巽好幸教授和铃木桂子副教授2014年10月22日发表了今后100年里日本九州发生破局性火山（英語: ultra plinian）的概率是1%，日本九州以及日本西部（中国、四国）地区将受到毁灭性打击。估计九州700万人受到1米以上熔岩掩埋而当即死亡，日本1亿2000万人受灾，大阪以西火山灰积厚达50-20cm，东京积火山灰20-10cm，日本东北地区也会积10-5cm火山灰。因为气流原因，中国不会受害，韩国会受到小害。

更可怕的应该还是核电站（现在停运中，九州的川内核电站正在审议是否再运行，即使停运中核电站，数年冷却水不能停），九州、日本西部核电站估计又会完全丧失电力，重覆福岛核电旧辙（别指望那时柴油发电机会转起来、冷却水源不会堵塞、水管不会破裂、道路还可以输送柴油、油库还健全）。日本人实际是一个很聪明的名族，很多事实际解析得很清楚，但就是没有人去阻止它。福岛核电事故如此，如果这次内川核电站再开了，后果又会如何？因为气流的影响，日本西部核事故的影响将远远大于东部太平洋边的福岛核电站。

破局性火山爆发就是火山的熔浆喷出，大量岩浆、气流将火山上部覆盖层吹爆（也有塌陷的），形成锅状（caldera）地形。根据喷出岩浆量的多少，推算出损害程度。

按1-10立方km定义为为VEI=5，10-100立方km为VEI=6，100-1000立方km为VEI=7，1000立方km以上为VEI=8。

经研究发现，日本近12万年里发生了13次VEI=6以上规模的破局喷火，平均间隔大约是1万年发生一次。最近一次是7300年前发生在九州鹿儿岛县叫鬼界海底（这名字够恐怖的），其规模是170立方km（VEI=7），造成了九州、四国地区的绳文人绝迹。神户教授这次想定的大概是九州鹿儿岛县的姶良破局喷火（2万7千年前）450立方km（VEI=7），或熊本县阿苏山第4次破局喷火（9万年前）规模600立方km（VEI=7）。

公元940年，中国发生的长白山破局性喷火规模大概是10立方km（VEI=4-5)，火山口形成了现在的天池。作为参考，2010年冰岛的火山爆发的规模是0.25立方km（VEI=4）。

美国著名的黄石公园，破局喷火的平均周期大约是60万年，上次爆发是64万年前。它的规模是VEI=8，英国科学家认为这足以毁灭大半个美国。如果说VEI=7是国家规模的影响的话，VEI=8就是大洋洲级规模的影响了。

对于这种看似随机性强的离散事像，它发生的概率一般是按泊松分布来计算的，计算式很简单。
P（Nt=k）=exp(-λt)*(λt)^k/k！
λ:平均单位时间内发生次数
t:时间段
k:时间段t内发生次数
P:发生k次的概率
P(0)=exp(1/10000*100) =99.03%
P(0):100年里一次也不发生的概率
因此100年里发生一次以上的概率
P=1-P(0)=0.97%

这里1%的概率，实际是即使明天发生也不奇怪的概率。因为从上次发生至今7300年不发生一次的概率是49%，刚好跌破了50%，这就是离散少数随机分布的玄妙之处，至今为止的7300年这个时间段和今天开始的未来100年的这个时间段不发生的概率结合起来看，才能理解神户大教授说的：即使明天发生，也一点不奇怪的含义。（即使10000年一次也不发生的概率大概是36.8%，发生一次的概率也是36.8%，发生2次以上的概率是26.4%。）

有参考意义的是1995年的淡路到兵库（神户）大地震，发生的前一天，从计算上讲它的30年发生概率是0.02%-8%。

神户教授的论文将刊载在11月11日发行的日本学士院纪要里。希望到时看到他的详细分析。

（仅供参考，文责難负）
2014/10/30