上世纪80年代中期由耿庆国先生正式提出的“旱震关系”经过了几十年,如今已颇为“深入人心”;天旱了:就有人联想起地震。一方面,“天旱地要震”;但另一方面,研究者又总结出“天不下(雨),地不震”的规律。 在长期干旱的背景下出现降水(雨、雪、雹),应予以十分的注意。造成20多万人死亡的1920年12月16日宁夏海原8.5级大震前,“陕、豫、冀、晋、鲁5省大旱,------死亡50万人”《民国公报》。而地震当日早晨,海原境内突降大雪,周边各县也下起小雪。晚8时06分,大震发生。1879年7月1日(光绪五年五月十二日)甘肃武都-文县8级大震前,1876—1878年华北大旱持续四年。清光绪《阶州(武都旧称)直隶州续志》卷十九载,“光绪三、四年,旱。岁大饥,石化为面。五年五月初十日,地震。十一日,大水。十二日寅刻,地大震,南山崩塌,冲压西南城垣数十丈,居民二百余家。城中突起土阜,周二里许。各处山飞、石走、地裂、水出。杀九千八百十一人。弥月不息。”可见武都-文县8级大震前,五月初十发生了有感前震,但未足以引起人们的重视。震前十一日大幅降水,十二日清晨主震发生。此次华北大旱受灾地区有山西、河南、陕西、直隶(今河北)、山东等北方五省,并波及苏北、皖北、陇东和川北等地区,死亡人数达1千3百多万。大旱以1877年、1878年为主,河南、山西旱情最重,故称“丁戊奇荒”(1877年干支纪年属丁丑、1878年属戊寅)或“晋豫奇荒’、“晋豫大饥”。当地还流传着这样一段“曲子”(唱词):“光绪五年国不顺,五月初十摇地震。五月初十没摇成,十二摇得一躺平。文县摇得突突颤,四川摇得稀巴烂。”文县在此次地震中死人逾万。
对于震前干旱的原因,耿庆国先生曾提出孕育地震的地下能量的缓慢聚集,会导致地表温度的升高,造成震区地面升发的水蒸气大幅度减少和干旱少雨。气象学者后来指出地面向大气供热不造成干旱,而是易形成对流造成多雨。于是有专家提出,是构造挤压致使地下微裂隙闭合,阻碍了深层地热(及水汽)向上输送,使得土壤给大气的热量(及水汽)减少造成干旱少雨。在岩石变形破坏过程中,微裂纹闭合是4个阶段中的最初阶段;然后是弹性变形、稳定破裂(开始产生新的微裂隙或扩容膨胀)和非稳定破裂(微裂隙丛集和主破裂启动)。这样说来,大地震前三、四年发生干旱是由于构造挤压致使地下微裂隙闭合这样的解释似乎与大震孕育积累至少需要数十年时间这样一种认识相悖。其它旱-震现象机理的解释包括:震前震区及附近地壳在构造应力作用下变形,然后发生稳定破裂,微裂隙增多加大,地下气体逸出,携带地表附近的微尘、微生物等进入空气中;造成震区及附近上空气溶胶粒子(水汽凝结核)增多和降水,在那里消耗了大气环流中的水汽,使下风地区无雨可降而成为旱区;或震前震区上空气溶胶粒子增多至过饱和,阻碍了云中水滴的生长。对由于震前气溶胶增多造成长期干旱的地区,未来强震的位置预计会在旱区的上风地区(如西风带中旱区以西的地区)或旱区内。上述海原、武都-文县的旱-震震例均属未来强震发生在旱区上风处的例子。
用震前震区地壳微裂隙增多,气溶胶粒子增多来解释旱震关系,对临震时“天不下雨,地不震”的解释应该是:临震前的地壳微裂的雪崩式丛集,在未来主破裂位置附近形成一条或几条大裂缝(下图),地热乃至水汽由大裂缝逸出。地热可以引起对流,而水汽本身就有利于降水;于是降水—地震接踵发生。震时断层出现,更多地热、水汽自地下逸出,形成非常普遍的震后降水。