杨学祥
[转载]厄尔尼诺正在席卷全球:关注拉马德雷冷位相灾害链
2021-7-28 21:28
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厄尔尼诺正在席卷全球:关注拉马德雷冷位相灾害链 

2015-11-02 07:08

厄尔尼诺正在席卷全球:关注拉马德雷冷位相灾害链

杨学祥,杨冬红

所有迹象都表明,厄尔尼诺回来了,而且这次来得异常凶猛。

厄尔尼诺现象指赤道附近的太平洋海水的温度异常地持续变暖,使整个世界气候模式发生变化,造成一些地区干旱而另一些地区又降雨量过多。这种现象是由信风减弱导致的。正常情况下,信风会将水温较高的赤道暖流向西推送到西太平洋。

上一次相似规模的厄尔尼诺现象可以回溯到1997-1998年。当时洪水、火灾、干旱以及其他灾害造成至少3万人死亡,并导致了1000亿的经济损失。据美国国家海洋和大气局(National Oceanicand Atmospheric Administration)气候项目办公室的一项研究显示,另一次强大的厄尔尼诺发生于1918至1919年间,让大半个印度遭遇了严重的旱情,并极有可能诱发了当时席卷全球的禽流感。

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西班牙型流行性感冒是人类历史上致命的传染病,在1918~1919年曾经造成全世界约10亿人感染,2千5百万到4千万人死亡(当时世界人口约17亿人);其全球平均致死率约为2.5%-5%,和一般流感的0.1%比较起来较为致命,感染率也达到了5%。其名字的由来并不是因为此流感从西班牙爆发;而是因为当时西班牙有约8百万人感染了此病,甚至连西班牙国王也感染了此病,所以被称为西班牙型流行性感冒。至於在西班牙则称此为法国型流行性感冒。

我们在2006年指出,近期科学研究的一系列成果揭示了冷气候、台风、强潮汐、禽流感世界大流行和强震相互对应的规律和物理机制,对气候及其相关灾害的预测有重大科学意义。规律表明,在拉马德雷冷位相时期,全球强震、低温、飓风伴随拉尼那、禽流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈。印尼地震海啸发出了自然界对人类的警告:拉马德雷冷位相时期的灾害链已经启动,人们必须有所准备。

事实上,最新资料表明,从1997年开始全球已经停止变暖,2004年12月26日印尼9.1级地震和海啸之后,我国连续18年暖冬结束,冷冬频繁发生;全球大于等于8.5级的地震在拉马德雷冷位相的1947-1976年和2000-2013年分别发生了7次和6次,而在拉马德雷暖位相的1977-1999年没有发生;流感世界大流行在拉马德雷冷位相的1890-1924年、1947-1976年和2000-2013年分别发生了3次、3次和1次,而暖位相没有发生;2012年的北京暴雨和2013年的“南旱北涝”证实了“南旱北涝”对应拉马德雷冷位相。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-726230.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-754912.html

1.地震灾害

“拉马德雷”是一种高空气压流,亦称太平洋十年涛动,分别以“暖位相”和“冷位相”两种形式交替在太平洋上空出现,每种现象持续20 年至30 年。第三周期的“冷位相”为2000-2035年之间。当“拉马德雷”现象以“暖位相”形式出现时,北美大陆附近海面的水温就会异常升高,而北太平洋洋面温度却异常下降。与此同时,太平洋高空气流由美洲和亚洲两大陆向太平洋中央移动,低空气流正好相反,使中太平洋海面升高。当“拉马德雷”以“冷位相”形式出现时,情况正好相反。中太平洋海面反复升降导致地壳跷跷板运动,引发强烈的地震活动[2,3]。

1889年以来,全球大于等于8.5级的地震共18次。在1889-1924年“拉马德雷”“冷位相”发生6次,在1925-1945年“拉马德雷”“暖位相”发生1次,在1946-1977年“拉马德雷”“冷位相”发生11次[4],在1978-2003年“拉马德雷”“暖位相”发生0次,在2004-2005年“拉马德雷”“冷位相”已发生2次。

规律表明,拉马德雷冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了拉马德雷冷位相时期,2000-2035年是全球强震爆发时期,2004-2018年是全球特大地震集中爆发时期。

2.台风和飓风灾害

2006年以来,我国台风登陆多,时间、地点比较集中,造成损失较大,部分地区重复受灾,损失严重。中国在拉马德雷冷位相时期登陆台风急剧增多。从1995 年起,每年大西洋主要飓风的数量平均为3.8个,明显高于60年来的平均数量2.3 个。科学家分析发现,近60年的数据记录中,飓风的出现存在一个周期性模式。据美国《科学》杂志报道,上一次的飓风高活动期是从1926年到1970年,曾重创美国东海岸和加勒比海地区。从1970年到1994年飓风转入低活动期。1995年,新一轮的飓风高活动期开始。研究者说,美国因此将面临新一阶段飓风高活动期的威胁[7]。

可以看到一个明显的规律:从拉马德雷暖位相转到冷位相,飓风为高活动期,从拉马德雷冷位相转到暖位相,飓风转入低活动期,飓风产生于海洋表面高温,最终导致深海冷水上翻,海洋表面降温,其物理机制也很明显。1995-2030年是拉马德雷从暖位相转入冷位相,飓风活动正进入高活动期。

3. 低温

全球20世纪初的低温期、30-40年代的增暖、50-60年代的低温和80年代后的迅速增暖,与拉马德雷冷暖位相的转变一一对应。我国连续18年暖冬的终结是2000年进入拉马德雷冷位相和2004年12月26日印尼地震海啸的自然结果[2]。

郭增建的“深海巨震降温说”是一种合理的解释:海洋及其周边地区的巨震产生海啸,可使海洋深处冷水迁到海面,使水面降温,冷水吸收较多的二氧化碳,从而使地球降温近20年。20世纪80年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关,同时这一时期也没有发生巨大的海震。巨震指赤道两侧各40度范围内的8.5级和大于8.5级的海震[8]

飓风产生于海洋表面高温,最终导致深海冷水上翻,海洋表面降温,其降温的物理机制也很明显。伴随拉马德雷冷位相中地震和飓风的增强,近20年内全球气温将逐渐变冷。

历史记录表明,在“拉马德雷”的“冷位相”时期,厄尔尼诺年易发生低温冷害。1957、1969、1972和1976年中国发生的严重低温冷害恰好在1947年至1976年“拉马德雷”的“冷位相”[2,9]

4. 禽流感

1889-1890年(流感世界第一次大流行)、1918-1919年(流感世界第二次大流行)、1957-1958年(亚洲型流感)、1968-1969年(香港型流感)和1976-1977年(俄罗斯流感),都是厄尔尼诺年(其中,1888-1889年是厄尔尼诺年),都发生在1890-1924年和1947-1976年的拉马德雷冷位相时期内,2000-2030年全球又是拉马德雷冷位相时期。而其前期的1886-1887年,1916-1917年,1955-1956年,1975-1976年都是拉尼娜年[9]。

最近的研究表明,流感爆发不仅发生在太阳活动最强时期,而且也发生在太阳活动最弱时期。1889-1890年流行性感冒第一次全世界大流行是在太阳黑子活动低值期(1889年为6.3;1890 年为7.1),1918-1919年“西班牙流感”即流行性感冒第二次全世界大流行为太阳黑子活动次高值期(1917年为103.9;1918年为80.6;1919年为63.6),1957-1958年“亚洲流感”为太阳黑子活动最高值期(1957年为190.2;1958年为184.8),1968-1969年“香港流感”为太阳黑子活动最高值期(1968年为105.9;1969年为105.5),1977年“俄罗斯流感”为太阳黑子活动次低值期(1976年为12.6;1977年为27.5)。

太阳黑子的极值期与中国东北的低温冷害有很好的对应关系。1918-1919年、1957-1958年、1968-1969年的太阳黑子高值期对应1917年、1957年和1969年的严重低温冷害年,1976-1977年的太阳黑子低值期对应1976年的严重低温冷害年,都发生在1890-1924年和1947-1976年的拉马德雷冷位相时期。

最近研究表明,流感世界性爆发不仅与太阳黑子有关,而且与拉尼娜年、厄尔尼诺年、低温冷害年都有关。

流感爆发年有以下六大统计特征:处于拉马德雷冷位相,前一年或前两年为拉尼娜年和沙尘暴年,前后一年或当年为低温年,当年为厄尔尼诺年,当年为太阳黑子谷年m或峰年M,m+1年或M+1年。

1886-1887年是拉尼娜年,1988-1889年是厄尔尼诺年,1889年为太阳黑子谷年m,1889-1890年流感爆发;1916-1917年是拉尼娜年,1917年为太阳黑子峰年M,低温年,流感孕育;1918年为M+1年,厄尔尼诺年,流感爆发;1954-1956年是拉尼娜年,分别是太阳黑子谷年m、m+1年、M-1年,1957-1958年为厄尔尼诺年和流感爆发年,分别是太阳黑子峰年M和M+1年,1957年为低温年,流感爆发;1967-1968年是拉尼娜年,流感孕育;1968-1969年是厄尔尼诺年,1968年为太阳黑子峰年M,流感爆发,1969年为低温年;1975-1976年是拉尼娜年,1975年是m-1年;1976-1977是厄尔尼诺年,1976年是太阳黑子谷年m,低温年,1977年是m+1年,流感爆发[10]。

禽流感病毒对热比较敏感,直射阳光下40—48小时也可灭活该禽流感病毒,如果用紫外线直接照射,可迅速破坏其传染性。但病毒对低温抵抗力较强。在拉马德雷冷位相中的厄尔尼诺年易发生低温冷害,因此,禽流感在人类间爆发的可能时间就是拉马德雷冷位相时期的厄尔尼诺年,已经预测的厄尔尼诺年有2008、2011、2015和2018年[2,10-13]。

事实上,2009年发生了强厄尔尼诺和甲型流感暴发,2015年的强厄尔尼诺发生后流感爆发问题值得关注。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-854889.html

5. 厄尔尼诺与拉尼娜

1999年,林振山等人发现,极地和高纬地区的日食与厄尔尼诺有很好的对应关系,连续3-6次发生的高纬地区日食都将使极地气流减弱,从而可以减弱赤道信风,诱发厄尔尼诺现象。日食-厄尔尼诺系数为10就可以引发一次厄尔尼诺事件,2004年的厄尔尼诺系数为8.5,他们预测2005年发生弱厄尔尼诺事件。这是一个能源动力机制上的预测[11]。

2003年,我们发现,太平洋海温的准两年震荡是日食-厄尔尼诺系数与厄尔尼诺之间存在12-24个月位相差的原因,厄尔尼诺一定发生在太平洋海温暖年,拉尼娜一定发生在海温的冷年。从1951年到2003年,这种对应关系无一例外,是预测厄尔尼诺的最有效指标,也是决定厄尔尼诺发生的主因。2004年日食-厄尔尼诺系数较大值8.5可能使厄尔尼诺发生在当年或2006年的暖年,2008年日食-厄尔尼诺系数大值12可能使厄尔尼诺发生在当年(暖年)。这是一个综合因素预测[12,13]。

2004年10月14日极区日食使厄尔尼诺系数由5.5变为8.5,是2004年厄尔尼诺最终形成的原因,我们预测厄尔尼诺发生在这次日食之后。我们已经证明,强潮汐可均衡混合中太平洋高温海水与东太平洋低温海水,2004年11月-2005年3月强潮汐将使厄尔尼诺达到高潮。因此,到2005年3月,东太平洋将保持增暖的势头[13]。观测表明,2004年9月开始的弱暖水过程在2005年2月结束。

反之,发生在赤道和低纬地区的日食可诱发拉尼娜事件。2005年的日食-厄尔尼诺系数为-2,与1998年相同,可诱发一次拉尼娜事件。2005年4月8日的低纬日食使日食-厄尔尼诺系数为-1,有利于拉尼娜的发生。2005年5月-9月的强潮汐使变冷的海水变得更冷,加速拉尼娜的发生,2005年10月3日的低纬日食使拉尼娜最终形成。这是我们预测厄尔尼诺在2005年5月以前结束的根据[13]。观测表明,2005年12月,赤道中东太平洋大气、海洋表现出明显的冷位相特征。过去3个月中,太平洋部分区域水温低于正常值。

从1951年以来,日食-厄尔尼诺系数达到-2的年份共有14个,其中9个发生了拉尼娜事件,发生概率为0.64。日食-厄尔尼诺系数负值有累计特征,没有发生拉尼娜的负值,一定累计到下一次负值,强化下一次的拉尼娜事件。如,1954年的日食-厄尔尼诺系数为-1,累计值为-4(1951-1952年累计值为-3),发生了拉尼娜事件(中间间隔1953年厄尔尼诺事件)。1954年单凭日食-厄尔尼诺系数值-1是不能发生拉尼娜事件的,所以,没有连续两次不发生拉尼娜事件的负值出现。这就是能流不灭定理,即一种能量在没发生作用前是不会消失的。2001年日食-厄尔尼诺系数为-3,没有发生拉尼娜事件,2005年为-2,累计值为-5[13]。这是我们预测2005年5月以后发生拉尼娜事件的根据。拉尼娜最有可能在2007年的海温冷年发生[12]。

厄尔尼诺事件是多因素共同作用的结果,任何单一因素模式将受到其他因素的强烈干扰。这是厄尔尼诺事件的时间序列出现可公度性规律的物理原因,即在周期性的规律中,因其他因素干扰而使某些个别时段该出现的事件没有出现,形成间断性的周期。海温指数的小波变换结果表明[12],在不同阶段的同一个周期振荡以及同一个阶段的不同周期振荡所表现出的强弱程度互不相同;具有不同位相的各种周期振荡相互作用时不可能出现很强的厄尔尼诺;强度极强的厄尔尼诺只有在几乎所有周期的震荡都表现为较强的正位相时才会发生

1982-1983年的主要周期振荡为3-5年,而且在所有周期上均表现为较强的正位相,1997年发生的厄尔尼诺也表现在所有周期上均为正位相的特点,不同周期的振荡同位相叠加,从而形成了两次20世纪最强的厄尔尼诺事件。

根据周期叠减法的数据模拟,5年和11年周期是厄尔尼诺事件权重最大的可间断型主周期,受干扰较轻;18年的日食-厄尔尼诺系数周期有很好的历史对应数据,但易受干扰;2年、3年、4年和19年是厄尔尼诺事件权重较小的可间断型周期,受干扰较重。1997-1998年几乎具有所有产生厄尔尼诺事件因子的周期特征,所以形成最强的厄尔尼诺事件。2008年在所有7个因素的周期中出现了6个(2、3、4、5、11、18年周期),发生厄尔尼诺的可能性为90%。

事实上,2009年发生了厄尔尼诺。

一个重要的特征是,在拉马德雷暖位相,厄尔尼诺得到增强;在拉马德雷冷位相,拉尼娜得到增强。这是本时期低温冻害多发的主要原因。

2014年3-5月,世界气象组织和各国著名气象机构纷纷预测2014年7月将发生最强厄尔尼诺,使2014年成为最热年。

我在2014年5月4日指出,最强厄尔尼诺不会重演。

按照日食-厄尔尼诺系数理论,连续多次日食发生在两极,易发生厄尔尼诺事件。1999年林振山等人给出2014-2015年日食-厄尔尼诺系数累计值为12,有利于2015年厄尔尼诺事件发生。依据同一原理,赵得秀认为,2014-2015年将发生强厄尔尼诺事件。这一数据与1997-1998年发生最强厄尔尼诺的条件相同。

除此之外,1995-1997年和2014-2016都是月亮赤纬角最小值时期。这两个重要的相同点使它们有许多相似之处。

但是,1997-1998年与2014-2015年比较有一个重要的不同点:前者处于1977-1999年拉马德雷暖位相时期,厄尔尼诺得到增强;后者处于2000-2030年拉马德雷冷位相时期,厄尔尼诺受到抑制。因此,2014-2015年发生的厄尔尼诺要比1997-1998年厄尔尼诺弱很多,最大的可能是发生在2015-2016年。

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6.拉马德雷冷位相时期的灾害链已经启动

我们在2006年指出,在拉马德雷冷位相时期,自然灾害呈链状相互连接,彼此激发,为人类预防预测灾害提供预兆和信号。厄尔尼诺事件的预测不仅涉及到全球的气象灾害,而且与禽流感爆发和强震发生有关,所以科学意义和应用价值重大。厄尔尼诺和拉尼娜导致东西太平洋海面40-60厘米的反向升降,由此导致的太平洋地壳跷跷板均衡运动是地震频发的原因[15]。

据中国地震台网中心统计,巴基斯坦及其周边地区历史上发生过的17次破坏性地震。对比表明,有16次发生在厄尔尼诺年或拉尼娜年,仅有一次1921年例外。因此,厄尔尼诺年和拉尼娜年是南亚大震发生的危险年。2004、2006、2008、2011、2015、2018-2019年是可能的厄尔尼诺年,2005、2007年是可能的拉尼娜年[10-13]。加强这些年份的地震和禽流感的防范和监测非常重要。

美国气象部门1月3日警告说,2006年春季和夏季将再度发生“拉尼娜”现象。在美国气象学会于亚特兰大举行的会议上,美国国家海洋和大气管理局气象预报中心负责人爱德华•阿兰•奥利尼克说,“拉尼娜”现象可能将在今年春末持续发生,甚至持续整个夏季。美国国家海洋和大气管理局已确认,过去3个月中,太平洋部分区域水温低于正常值[16]。由于2006年是海温暖年,拉尼娜现象受到抑制,9月发生了厄尔尼诺事件,而拉尼娜事件将延后到2007年的海温冷年发生[12]。

在拉马德雷冷位相时期,自然灾害呈链状相互连接,彼此激发,为人类预防预测灾害提供预兆和信号。厄尔尼诺事件的预测不仅涉及到全球的气象灾害,而且与禽流感爆发和强震发生有关,所以科学意义和应用价值重大。厄尔尼诺和拉尼娜导致东西太平洋海面40-60厘米的反向升降,由此导致的太平洋地壳跷跷板均衡运动是地震频发的原因。

强潮汐有11年、18.6年和22年周期,它们与气候现象循环的记录有很好的对应关系。按此规律,2009年和2020年有发生类似1998年大洪水的可能性(竺可祯)。周期为18.6年的潮汐变化、构造运动和气象灾害的对应关系也非常明显(郭增建),它可以说明2005-2007年月亮赤纬角最大值时期和2014-2016年月亮赤纬角最小值时期所面临的强震和旱涝灾害的可能性(其中2005年已发生两次8级以上强震)。

预测中的2004年或2006年厄尔尼诺现象、2005年或2007年拉尼娜现象和2008年厄尔尼诺事件正在按既定程序接连发生或将要发生[12,13], 2006年或2007年是太阳黑子谷年。拉马德雷冷位相时期的厄尔尼诺年中国易发生低温冷害。因此,禽流感可能在拉尼娜的2006-2007年孕育,在厄尔尼诺的2008年爆发,人类必须做好充分的精神准备和物质准备,为预防禽流感提供一个科学、安全、和平的生态环境。

事实上,2000-2030年为拉马德雷暖位相时期,2007年发生了强拉尼娜事件和沙尘暴,2008年中国发生罕见低温冻害,2008年末发生太阳黑子谷值,2009年发生强厄尔尼诺事件和甲型流感暴发, 预测误差是一年,因为相关领域2007年太阳黑子估值的预测、2008年厄尔尼诺的预测也都有一年误差。

拉马德雷冷位相时期的灾害链已经启动,忽视自然灾害的警告将付出巨大的代价,2004年12月26日印尼地震海啸已经敲响了自然灾害的警钟[17]

参考文献

1.施平。异常寒冬引起科学家关注冰川时代可能再临。中国网。时间:2006 年2 月5 日文章来源:新闻晚报http://www.china.com.cn/chinese/TEC-c/1111666.htm

2.杨学祥, 杨冬红, 安刚, 沈柏竹. 连续18年“暖冬”终结的原因[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2005, 35(地球探测科学与技术论文集): 137-140

3.杨冬红, 杨学祥. 重大自然灾害周期及其动力机制[A]. 见:中国地球物理学会编, 中国地球物理2005[C].长春: 吉林大学出版社,2005.355-356

4.张家诚, 李文范. 地学基本数据手册[M]. 北京: 海洋出版社, 1986. 183, 186-188, 404.

5.胡辉,赵洪声,和宏伟。日月影响与云南未来地震趋势研究。云南天文台台刊。2003,(4):49-55

6.杨学祥。全球变暖还是变冷。科技潮,2006,(9):20-227.

7. 奇云. 2005飓风将频频“造访”美国. 大众科技报[EB/OL].2005年09月08日. http://www.cpst.net.cn/dzkjb/2005/0908/4-1.htm

8.郭增建. 海洋中和海洋边缘的巨震是调节气候的恒温器之一[J]. 西北地震学报. 2002, 24(3):287.

9.魏松林. 厄尔尼诺事件对黑龙江省低温洪涝灾害的影响及其预报[J]. 自然灾害学报. 2001,10(3): 79-86.

10.杨学祥。给中国传统科学留下一片蓝天。2005-11-16光明网- 光明观察-网络评论.http://guancha.gmw.cn/show.aspx?id=5097

11.林振山, 赵佩章, 赵文桐. 日食-厄尔尼诺系数及其应用[J].地球物理学报, 1999,42(6): 732-738

12.杨学祥. 厄尔尼诺事件产生的原因与验证[J].自然杂志. 2004, 26(3): 151-155

13.林玎, 杨学祥, 杨冬红. 2004年厄尔尼诺事件的理论预测和实践检验[J]. 海洋预报. 2005, 22(3): 5-10

14.任福民, 郭艳君, 周琴芳, 等. 小波变换及其对厄尔尼诺研究的初步应用[J]. 数理统计与管理, 1998,17 (3): 21~25.

15.杨学祥, 韩延本, 陈震, 乔琪源. 强潮汐激发地震火山活动的新证据[J]. 地球物理学报. 2004,47(4): 616-621. SCI检索文章。

16.新华/路透。今年春夏将再现“拉尼娜”。来源:北京青年报(06/02/04 02:36) http://world.ynet.com/view.jsp?oid=7578495

17.杨冬红,杨学祥。地震周期的数值估计。国际地震动态。2005,(12):37-43

http://www.envir.gov.cn/forum/20069983.htm

https://www.sohu.com/a/39111284_119878


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