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2021-12-17 11:55:43 烽火营
“全球变暖”这个概念在很久之前就已经提出了,因为全球国家在发展过程中排出了很多二氧化碳等温室气体,再加上大片森林被砍伐,很多温室气体都无法被吸收,进而造成温度上升全球变暖的现象。而随着人类的发展,对各种自然资源的需求不断增加,大规模的资源开采也导致地球环境不断恶化,年复一年导致全球气候变暖问题不断恶化。南北极冰川融化,海平面上升,各种问题已经摆在人们的面前,让人类不得不加以重视。
不过最近却有专家表示,“全球变暖”即将停止,地球要开始降温了,温度或将迅猛下降,究竟怎么回事呢?难道“全球变暖”的说法是假的?英国媒体此前曾经发表一篇报道,报道中科学家发出警告称,预计到2030年左右太阳将会进入“休眠”状态,届时太阳表面的活动将剧烈减小,同时地球温度也将猛烈下降,10年后的冬天可能比现在冷得多。
地区气候、地震以及水文现象都有很大影响。据英国天文学家表示,太阳表面活动的最高峰在2020年左右达到峰值,之后将会逐渐进入“休眠”,会直接导致太阳紫外线减少、热量减少,甚至连亮度也会变弱,到那时地球或将进入一个“小冰河”时期,科学家直言,到那时地球可能会冷得离谱。
从过去的气象记录来看,在明末清初时候我国广东、福建等地都曾出现大暴雪,估计到2030年左右,还会出现类似场景,不仅是冬季,其他季节也会更冷。有人认为,世界开始降温意味着全球气候停止变暖,这对地球而言可能是一个好消息,会减缓两极地区冰川融化的速度,但是温度的周边对于地球上的生物而言却并不是一个好消息,比如一些生活在热带的动植物可能会因为温度骤降而死亡,这也是我们需要警惕的问题。
全球气温下降虽然能停止全球变暖,但同时也会给人类社会带来新的考验,2030年地球是否会像专家所说冷得离谱我们不得而知,只能用时间来验证。不管未来气候将会如何变化,全球科技已经非常发达,出现什么样的状况我们都能找到相应办法来解决。
https://news.jxcn.cn/p/20211217/33614778.html?m=aee15d25f4f5af9993bd9419cbc611b4
https://news.jxcn.cn/p/20211217/33614778_2.html?m=aee15d25f4f5af9993bd9419cbc611b4
1200-1800年的小冰期周期:3107年再现小冰期
早在20世纪70年代,竺可桢就曾经对我国5000年来的气候做过研究,发现我国近5000年来,就有四次温暖期和四次寒冷期交替出现。
第一温暖期
公元前3000年-公元前1000年前左右,这个时期我国大部分时间的年平均气温比现在高2℃。
第一寒冷期
从公元前1000年左右到公元前850年(周代初期),有一个短暂的寒冷期,年平均气温在0℃以下。
第二温暖期
从公元前770年到公元初年,又进入一个新的温暖时期。
第二寒冷期
从公元初年到公元600年,即东汉、三国到六朝时代,又进入第二个寒冷时期,在当时的南京,冬天温度比现在要低,结冰是很常见的。
第三温暖期
从公元600到1000年,即隋唐五代时期,是第三个温暖期,当时在中国的首都长安,广泛种植着喜热喜雨的竹子。
第三寒冷期
从公元1000到1200年,即宋朝是第三个寒冷期,温度比现在要低1℃左右。
第四温暖期
从公元1200到1300年,即宋末元初,是第四个温暖期,但这次不如隋唐时那样温暖,表现在大象生存的北方限,逐渐由淮河流域移到长江流域以南,退到广东、云南等地。
第四寒冷期
公元1300年以后,即明清时代,是第四个寒冷期,温度比现代低1-2℃。
美国科学家相信,即使没有温室效应, 地球自己的卫星月球也会使地球的温度上升。加州大学圣地亚哥分校海洋学研究所的查尔斯. 季林说,月球通过影响地球上的潮汐使地球的温度上升。
杰拉尔德. 邦德通过分析大西洋底的沉积层,发现地球的寒冷期和温暖期出现有规律的波动,波动周期大约为1500~1800年。季林认为,地球、月亮和太阳相对位置的变化会引起潮汐强度的逐渐变化,其周期与邦德提出的“气候周期”是一致的。潮汐大时,就有更多来自海洋深处的冷水被带到海面。这些冷水可以冷却海洋上的空气。潮汐小时,海洋深处的冷水很难被带到海面,世界就变得暖和。据季林的计算,大约在1425年即小冰期的末期,潮汐达到了最大值,从那以后逐渐减弱,直到3107年潮汐又达到最大值。这个周期是过去1万年气候变迁的主要动力。这个效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到24世纪。
3107年最强潮汐峰值将再现全球小冰期。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1316774.html
太阳罕见两次“变白”,科学家担忧会出现小冰河期
年轻人爱科技2016-08-08 13:34报道,本月,太阳罕见出现两次完全“变白”,即没有可观测到黑子活动。科学家担忧,这预示地球会出现“小冰河期”低温气候灾难。
近日,美国宇航局(NASA)的太阳动态天文台(SDO)日观测到,太阳出现2011年以来的第一次无黑子现象,持续4天后,太阳黑子再次按照通常周期规律出现。但在两个星期后,黑子再次完全从太阳表面消失。
这种黑子完全消失的太阳被称为“白太阳”(Blank sun)或太阳变白。而太阳两次变白预示著太阳活动极小期(SolarMinimum)即将到来,白太阳会越来越常见,而且每一次白太阳的持续时间会越来越长。
根据纪录,最长的太阳活动极小期为1645年至1715年的“蒙德极小期”(Maunder Minimum),持续70年之久。当时,全球气温下降,世界各地尤其是欧洲和北美洲都经历严寒的冬季。在英国,伦敦的泰晤士河结冰,人们经常举行“冰雪节”之类的活动。
气候网站(climatedepot)表示,太阳变白的时间最初可能只持续短短几天,之后可能持续数周,最长会持续数月。预计下一个太阳活动极小期将在2019或2020年。目前,太阳处于1755年以来的第24个活动最强期以及1906年2月以来第14个太阳黑子量最少周期的交叠时期。来自 NASA
http://www.wtoutiao.com/p/2e6l5Ys.html
四大周期叠加:2024至2025可能出现“次小冰期”
我在2004年指出,正当全球变暖的证据铺天盖地而来之际,地球变冷的信息悄然而至。透过表面现象看本质,地球气候变化的动力机制已发生重大的变化,预示一场类似20世纪50-70年代的变冷过程正在到来。
我在2004年指出,2000年“拉马德雷”进入“冷位相”再次提醒人们:警惕全球迅速变冷!
http://www.envir.gov.cn/forum/20042732.htm
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=533501
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-534189.html
目前处于1800年周期的变暖期,200年和60年周期的变冷期,潮汐在15-17世纪小冰期时期达到最强,由于潮汐强度的长期减弱,21世纪太阳黑子超长极小期的变冷规模要小于18-19世纪道尔顿太阳黑子超长极小期的变冷规模,不可能再现17-18世纪蒙德太阳黑子超长极小期的变冷规模。再现蒙德太阳黑子超长极小期的变冷规模需要在3107年附近。
拉马德雷冷位相的作用正在被证实,警惕气温继续变冷!!!
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-827971.html
1800年的小冰期长周期:强潮汐降温效应
1997年邦德通过分析大西洋底的沉积层,发现地球的寒冷期和温暖期出现有规律的波动,波动周期大约为1500~1800年。
2000年美国科学家Keeling 提出了1800年的“潮汐降温效应”:
2000年加州大学圣地亚哥分校海洋学研究所的查尔斯. 季林说,月球通过影响地球上的潮汐使地球的温度上升,是地球的恒温器。季林认为,地球、月亮和太阳相对位置的变化会引起潮汐强度的逐渐变化,其周期与邦德提出的“气候周期”是一致的。当日、地、月排成一线且相互距离最小时,日月引潮力相互加强而变为最大,地球海洋潮汐规模也最大,这时就有更多来自海洋深处的冷水被带到海面。这些冷水可以冷却海洋上的空气。当日、地连成的直线与月、地连成的直线相互垂直时,太阳潮汐减弱月球潮汐,使地球海洋潮汐变小,这时海洋深处的冷水很难被带到海面,世界就变得暖和。据季林的计算,大约在1425年即小冰期的末期,潮汐达到了最大值,从那以后逐渐减弱,直到3100年潮汐又达到最大值。这个周期是过去1万年气候变迁的主要动力。这个效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到24世纪,而后随着潮汐的增强,地球的气候将逐渐变冷。
2000年季林指出,这一周期与潮汐变化周期相一致,15-17世纪小冰期是潮汐的高峰期,现在潮汐低谷对应变暖高峰,还将持续400年,与全球变暖的大趋势相一致。再现蒙德太阳黑子超长极小期的变冷规模需要在3107年附近。
图1 潮汐强度变化和气温变化的1800年周期
潮汐高低潮还有200年左右的明显周期变化。其中,1425年、1629年两次峰值对应小冰期时期,1770年的峰值对应18世纪的低温,1974年的峰值对应20世纪70年代的气候变冷。特别是潮汐54-56年周期(与太平洋十年涛动的50-70年周期对应),在全球气候变化中有非常明显的作用。
200年冷暖周期:太阳黑子超长极小期与小冰期对应
过去5000年间,太阳活动较弱或没有的时期与历史记录中的寒冷期相对应。太阳活动减弱的主要时期有:奥特极小期,沃尔夫极小期,史玻勒尔极小期和蒙德极小期和道尔顿极小期。最近发现,潮汐与太阳活动有相同的200a的周期,与200a气候周期相对应。
美国科研人员预测,太阳将进入不寻常且时间较长的“超级安静模式”,大约从2020年开始,太阳黑子活动或许会消失几年甚至几十年。这些科研人员在美国天文学会太阳物理学分会年会上发表3份研究报告说,人们熟悉的太阳黑子活动或许将进入“冬眠”,这种情况自17世纪以来从未出现。目前处于200年气候周期的变冷初期。
潮汐高低潮还有200年左右的明显周期变化。其中,1425年、1629年两次峰值对应小冰期时期,1770年的峰值对应18世纪的低温,1974年的峰值对应20世纪70年代的气候变冷。特别是54-56年周期(“太平洋十年涛动”周期,英文缩写为PDO),在全球气候变化中有非常明显的作用。
表1 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系
太阳黑子延长极小期 | 时间(年) | 坏天 时代 | 潮汐极大年时间 | 火山活跃时间 | 全球 气温 |
欧特 | 1040-1080 | 1010-1110 | 1062 | ?? | 低温 |
沃尔夫 | 1280-1350 | 1165-1360 | 1264 | 1275-1300 | 小冰期 |
史玻勒
| 1450-1550
| 1420-1525
| 1425
| 1440-1460 1470-1490 | 小冰期
|
蒙德 | 1640-1720 | 1600-1725 | 1629 | 1640-1680 | 小冰期 |
道尔顿 | 1790-1830 | 1790-1915 | 1770 | 1810-1820 | 小冰期 |
21世纪 | 2007-?? | 1997-?? | 1974 | 1980-?? | 低温? |
太阳活动、火山喷发和潮汐作用的叠加导致气候变化,单一因素很难形成气候巨变。
60年拉马德雷周期
近百年来的气象资料表明,我国气候存在大约30年左右的周期变化,20世纪20-40年代为30年左右的暖周期,50-70年代为30年左右的冷周期,80年代以来又转入暖周期。
近十年来研究发现,厄尔尼诺(El Nino)和拉尼娜(La Nina)的发生与更大时间尺度的太平洋十年涛动(Pacific DecadalOscillation,缩写为PDO)密切相关,周期为50~70年。
“拉马德雷”现象是美国海洋学家斯蒂文.黑尔于1996年发现的,在气象和海洋学上被称为“太平洋十年涛动”(简称ODP)。科学研究的初步结果表明,ODP同南太平洋赤道洋流“厄尔尼诺”和“拉尼娜”现象有着极其密切的关系,被喻为“厄尔尼诺”和“拉尼娜”的“母亲”。
“拉马德雷”与“厄尔尼诺”和“拉尼娜”之间的关系是非常密切的,根据资料分析,如果“暖位相”的“拉马德雷”与“厄尔尼诺”相遇,将使其更强烈,出现的次数更频繁;假如“冷位相”的“拉马德雷”与“拉尼娜”现象相遇,那么“拉尼娜”将显示强劲的势头,出现频繁。
2014年初,各国气象机构纷纷预测2014年7月将发生最强厄尔尼诺事件,是2014年成为最热年,甚至可以将拉马德雷冷位相改变为暖位相,改变目前全球变暖停滞状态。5月,我们根据拉马德雷冷位相时期厄尔尼诺的发生规律,预测强厄尔尼诺事件不会在2014年发生。最大的可能是厄尔尼诺在2015年发生。这一判断正在得到实践的证实。
孙林海和赵振国在2003年指出,在未来的5到10年间,受海温、副热带高压、厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等气候因素的共同影响下,我国气候将发生周期性的转折。从一个30年的“暖周期”进入另一个30年的冷周期,这主要表现在冬季温度的逐渐下降,而我国持续“暖冬”现象也可能得到转变。任振球和韩延本也提供了相关证据。
在2009年3月,凯尔·斯旺森和安纳斯塔西奥斯·托尼斯就指出,在21世纪气温总体上升趋势中,会交替出现阶段性的30年变暖和30年变冷。全球气候在2001年至2002年间就已经进入了这样一个阶段[36]。
丹·伊斯特布鲁克教授认为,“太平洋十年涛动”周期是影响全球气候冷暖的决定性因素。这是一种冷暖交替的周期,在30年的暖周期后,现在它已经开始变冷了。地球在1945年至1977年的变冷就与太平洋上一次的冷周期时间一致。
2006年我们发现太阳潮和月亮潮54-56年叠加周期与拉马德雷周期对应,目前为60年气候周期的变冷阶段。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-827971.html
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18.6年月亮赤纬角极值变化周期
我们的研究表明,当月亮在南(北)纬28.6度(月亮赤纬角最大值)时,高潮区在12小时后从南(北)纬28.6度向北(南)纬28.6度震荡一次,大气和海洋的南北震荡将产生巨大的能量交换并搅动深海冷水上翻到海洋表面降低气温。这是以18.6年为周期的潮汐南北震荡作用比其他周期的潮汐东西震荡作用更显著的原因。在这个周期中,月亮赤纬角从18.6°增加到28.6°。太阳在南北回归线时也会产生潮汐南北震荡运动,周期为半年。
1998年是最热的年份,1995-1997年月亮赤纬角最小值产生的弱潮汐南北震荡是原因之一;自1998年以后,全球气温呈波动下降趋势,2005-2007年月亮赤纬角最大值产生的强潮汐南北震荡是原因之一。2014-2016年月亮赤纬角最小值有利于全球变暖。
我们的研究结论是:1995-1997年和2014-2016年的月亮赤纬角最小值导致全球变热,2005-2007年和2023-2025年月亮赤纬角最大值导致全球变暖减缓。
数值计算表明,潮汐形变、圈层差异旋转和潮汐南北震荡是太平洋冷暖海流南北循环和季节性厄尔尼诺现象在圣诞节前后发生的原因。1998年是最热的年份,1997-1998年20世纪最强的厄尔尼诺事件和1995-1997年月亮赤纬角最小值产生的弱潮汐南北震荡是主要原因。自1998年以后,全球气温呈波动下降趋势,2005-2007年月亮赤纬角最大值产生的强潮汐南北震荡、1998年6月至2000年8月的强拉尼娜事件(1999年全球强震频发)和2004-2007年印尼苏门答腊3次8.5级以上地震是主要原因。下一次月亮赤纬角最小值2014-2016年产生的弱潮汐南北震荡有利于气温相对升高和中国北方的干旱;而2009-2018年特大地震集中爆发却可能使气温下降。
2013年为太阳黑子峰年、2014-2016年为月亮赤纬角最小值、2015年可年发生厄尔尼诺事件,我们可能迎来又一个最热年新纪录,不过,频发的强震可以降低变暖规模。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-573747.html
2013年7月的高温只是2014-2016年月亮赤纬角最小值导致全球变暖增强的序曲。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-714142.html
2014年最热年新纪录给出了最新证据。
2015年将再次刷新最新最热年纪录。
我们在2008年指出,1998年是最热的年份,1997-1998年20世纪最强的厄尔尼诺事件和1995-1997年月亮赤纬角最小值产生的弱潮汐南北震荡是主要原因。自1998年以后,全球气温呈波动下降趋势,2005-2007年月亮赤纬角最大值产生的强潮汐南北震荡、1998年6月至2000年8月的强拉尼娜事件(1999年全球强震频发)和2004-2007年印尼苏门答腊3次8.5级以上地震是主要原因。下一次月亮赤纬角最小值2014-2016年产生的弱潮汐南北震荡有利于气温相对升高和中国北方的干旱;而2009-2018年特大地震集中爆发却可能使气温下降[1]。
http://news.hexun.com/2010-03-25/123112612.html
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-854442.html
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-789865.html
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-860375.html
我们在2014年3月26日指出,2014-2016年全球最热年 2023-2025年全球最冷年。
2014年是全球极端灾害频发年,高温、干旱、雾霾和强震是主要灾害。关键原因是2000-2030年拉马德雷冷位相和2014-2016年月亮赤纬角最小值。
2014-2016年月亮赤纬角极小值减小潮汐南北震荡幅度,导致高温、干旱、雾霾和强震,2013年的前兆值得关注。
2023-2025年月亮赤纬角极大值增大潮汐南北震荡幅度,导致低温和强震,2000-2030年拉马德雷冷位相增强制冷作用。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-779229.html
多个制冷因素叠加2024至2025可能出现次小冰期
太阳辐射减弱:200年周期的太阳黑子超长极小期(太阳变白)、11年周期的太阳黑子极小期;
强潮汐降温效应:1800年潮汐周期、200年潮汐周期、60年潮汐周期、18.6年月亮赤纬角极值变化周期;
深海地震降温:2002年中国科学家郭增建提出了“深海巨震降温效应”,2004-2018年地球进入特大地震集中爆发时期:
郭增建的“深海巨震降温说”:海洋及其周边地区的强震产生海啸,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。
太阳能量长期积累因素:杨学祥和杨冬红分别在1997-2011年提出了“海底藏冷相应”、“海洋锅炉效应”、“拉马德雷冷位相灾害链”、200年和准60年“潮汐降温效应”。
海水因为含有平均约3.5%的盐分,所以它的最大密度约出现在摄氏负2度左右,恰好与海水开始结冰的温度很接近。两极临近结冰的海水密度最大(溶解度也最大,含有大量温室气体),源源不断地沉入两极海底,自转离心力使较重的海水向赤道海底运动,形成全球巨厚的海底冷水层和温室气体贮存层。由于太阳辐射不能进入这个领域,“冷”和温室气体被安全地封存在海底,冷水领域还不断扩大。赤道海水表层热水在上、冷水在下,垂直方向只有热传导、没有热对流。随着海洋冷水区的不断扩大和赤道海洋表层热水区的不断缩小,赤道和两极的温差也不断加大,形成中、高纬度地区的冰盖和冰川。我们称这个过程为海底藏冷效应。它是海气相互作用的典型范例,大气中的“冷能”和高浓度温室气体由此而进入海洋。冰雪反射太阳辐射,随着冰雪面积的不断扩大,地表接受到的太阳能量越来越少,使大气和海洋越来越冷,冰期有一个长期的“冷积累”和碳贮存过程。
由于内核相对地壳地幔的差异旋转,太阳辐射达到最大值时使核幔角动量交换达到高峰,部分旋转动能转变为热能积累在核幔边界赤道区(此处核幔速度差最大,积累的热能最多)。超级热幔柱(羽)由核幔边界赤道热区升起,在海底赤道区喷发,加热了底层海水和冷水中的温室气体,并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环和碳循环,降低了赤道和两极大气的温差,使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上,深海冷水贮存的温室气体也释放到大气,消除了海洋藏冷效应的“冷源”和碳源,形成全球无冰温暖气候,产生晚白垩纪赤道海洋表层低温之谜(当时温度为摄氏21度,比现代低6.5度)。我们称这个过程为海洋锅炉效应。有证据表明,随着热幔柱喷发强度的减弱,近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏15度,大气冷却了10~15度。这是典型的地、海、气相互作用。计算表明,一亿二千万年前形成翁通爪哇海台的海底热幔柱喷发,其释放的热量可使全球海水温度增高33度,喷发过程经历了几百万年时间。有证据表明,在古新世末不到6000年的时间内大洋底层水增温4度以上。海底火山活动引发的深海热对流在全球气候变化中的作用不容忽视[2-8]。
值得一提的是,海底热幔柱不仅给大气带来核幔边界的热量和温室气体,也带来海底碳酸盐、海底油气资源和海水中贮存的温室气体,其规模要远远大于人类燃烧化石燃料所释放的温室气体。
http://guancha.gmw.cn/content/2007-12/25/content_715516_2.htm
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-736985.html
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-521283.html
图1 海底藏冷效应和海洋锅炉效应,伴随温室气体在海底的积累和释放
在地球46亿年的岁月里、一共经历了五次生物大灭绝事件,五次生物大灭绝都是由地球本身的巨变而引起的。超级火山喷发的巨大威力,人类是无法达到的,也是无法阻止的。15百万年哥伦比亚河溢流玄武岩喷发导致南极地区的“绿化”过程最高峰大致出现在中新世中期,距今大约1640万~1570万年。65百万年德干暗色岩喷发导致恐龙灭绝和全球变暖;发生在2.5亿年前的这场最大规模的灭绝事件是西伯利亚暗色岩的杰作。这三次生物灭绝都源自超级火山喷发(见表1)。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1166759.html
表1 火山喷发与生物灭绝
序号 | 时间 百万年 | 生物灭绝事件
| 火山喷发 |
形成物 体积/106km3 | |||
1
| 248
| 导致96%的海洋面积和70%的陆地生物最大灭绝 | 西伯利亚暗色岩
|
2 | 120~124 | 不明显 (水下喷发) | 翁通爪哇海台 36 |
3 | 110~115 | 大规模生物灭绝 | 凯尔盖朗海台 变小 |
4
| 65~69
| 恐龙灭绝,所有物种近一半灭绝 | 德干暗色岩 变小
|
5
| 55~59
| 许多深海有孔虫类和陆生哺乳动物灭绝 | 北大西洋火山 边缘 变小 |
6
| 15~18
| 大规模物种灭绝
| 哥伦比亚河溢 流玄武岩 1.3 |
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1180216.html
太阳能量各圈层分配因素:太阳能在地球各圈层的不同分配也是地表气候变化的原因之一,其中“地磁层漏能效应”和“臭氧洞漏能效应”最为显著。气候变化周期是天文周期微力激发的结果,其能量来自太阳能量的长期积累。
火山喷发的降温作用;
大气污染的降温作用;
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-842119.html
根据以往记录,21世纪太阳黑子超长极小期过程还将持续30年以上。2000-2030年为拉马德雷冷位相,百年极寒有可能发生,但规模较小,变冷规模要小于道尔顿极小期。我们称之为“次小冰期”。综合因素表明,2020-2025年气候变冷将达到高潮。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-972713.html
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-976487.html
被夸大的温室效应
在地球历史中,全球变暖与大气中温室气体高浓度对应,大冰期与大气中温室气体低浓度对应,温室气体的保温作用得到确认。实际上,地球的气候变化受多种因素的制约,温室气体的大气浓度也受到多种因素的控制。
与全球变暖相关的因素:
大气温室气体浓度最高、核幔起源的超级火山喷发最强、太阳辐射强度最大、地球公转轨道偏心率最小、大陆分散分布在赤道附近;
与大冰期相关的因素:
大气温室气体浓度最低、核幔起源的超级火山喷发最弱、太阳辐射强度最小、地球公转轨道偏心率最大、大陆集中分布在地球两极;
南极大陆为什么由9000万年前生机勃勃的温暖期变为现在的千里冰封的冰雪世界?原因就在于全球的板块构造变化和大陆漂移:那个时候的地貌与现在还是非常不同的,曾经的南极一片生机勃勃,随着自然界的演变和板块的运动,南极大陆也分离了出来,成为南极四面临海的独立板块。全球构造形态的改变,造成全球大幅度的冷暖变化。
目前的全球变暖还不具备地球将要重现9000万年前情景的条件,除非南极德雷克海峡立即关闭。
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图1 2亿年以来的大陆漂移
气象学家的认识误区:南极冰盖形成源于陆海分布
我们在2013年撰文指出,根据莱伊尔的地质学原理,大陆分散在赤道可形成极热气候,大陆集中在两极可形成极冷气候。德雷克海峡通道的打通是在始新世和渐新世完成的。白垩纪的最强全球变暖与德雷克通道的封闭有关;德雷克海峡通道的打通隔断赤道向南极的热输送,使南极变冷,逐渐成为冰盖策源地,海冰的封堵和融化影响秘鲁寒流,被称为气候开关[1-5]。
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中生代时期,全球各大陆集中在一起,形成一个几乎从一个极延伸到另一个极其巨大的单一陆块,这种轮廓肯定有助于周围大洋中的高效率向极热输送。在南、北两半球,一个单的环流系统作用范围至少达到纬度55度,以致宽阔的、深而缓慢的赤道流在穿过低纬度大于180度弧的旅途中被大大加热。
中始新世和早渐新世之间的总的温度下降,在整个新生代都是最急剧的。这种下降被认为由如下原因引起:①德雷克通道和塔斯马尼亚以南的通道开始为全球循环和气候上隔离的环极流打开了通路;②由于澳大利亚—新几内亚向北移动,吸热的赤道水面积缩小;③特提斯海关闭,不能使赤道环流通过[1-4]。
Van Andel等人(1975)在分析了太平洋所有不整合之后提出,德雷克通道的打通可能形成了环极流,并隔断了对南极洲的向极热输送,因而产生了冰架和冷的底水。对第三纪早期普遍变冷起作用的明显构造事件是巴拿马地峡的封闭,因而限制了大西洋与太平洋之间赤道水体的交换[6]。同理,德雷克海峡被扩展的南极冰盖封闭,导致气候上隔离的环极西风漂流带的消失,加强赤道热流向两极的输送,使扩展冰盖趋于消失,是南极冰盖不能扩展成南半球大冰川的一个重要原因[2-4]。
图3. 全球气候的三个海冰启动开关示意图
Fig.3 Sketch map of three sea-ices switches for global climate
在短周期的气候变化中,德雷克海峡中的海冰进退控制气候变化的一个可能模式是:南极半岛海冰增多使西风漂流在德雷克海峡受阻,导致环南极大陆水流速度变慢和南太平洋环流速度变快,部分受阻水流北上,加强秘鲁寒流,使东太平洋表面海水变冷,加强沃克环流及增强赤道太平洋热流与南极环流的热交换,增温的南极环流使南极半岛的海水减少;南极半岛的海冰减少使德雷克海峡水流通量增加,导致环南极大陆水流速度变快和南太平洋环流速度变慢,使部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡,造成秘鲁海流变弱和东太平洋表面海水变暖,减弱沃克环流;结果使堆积在太平洋西部的暖水东流,减弱赤道太平洋热流与南极环流的热交换,降温的南极环流使南极半岛海冰增加。这就是德雷克海峡的海冰变化调控全球气候变化的机制,称之为南极环大陆海冰的气候开关效应(图1)。
当南极洲的温度变冷时,存在很多海冰的德雷克通道处于封闭状态,阻塞环南极大陆的海流,加快南太平洋环流,并从向极方向连接南极洲热输送,从而使南极洲变暖;当南极洲的温度变暖时,存很少海冰的德雷克通道处于开放状态,打通环南极大陆海流,减慢南太平洋环流,并从向极方向隔离南极洲热输送,因而使南极洲变冷。如图1所示,非洲海冰开关I,澳大利亚海冰开关II和德雷克海峡开关III控制了环南极大陆海流,并从向极方向隔离或连接向南极洲的热输送,因而增加或减少在非洲、澳大利亚和南美洲西部的海洋寒流流量。因此,南太平洋海温的增加和减少在环南极三个“海冰开关”的控制下不断交替发生,与南太平洋环流速度减慢与增加相对应[1-3,5]。
全球构造形态不改变,全球大幅度的冷暖变化就无法改变。
表2 地球自转周期、地质旋回、气候变化和地磁极性倒转[1,8,16]
Table 2 Earth’s rotation periods, geological cycles and geomagnetic polarity reverse [1,8,16]
地质界线 | 新生代/现在 | 中生代/新生代 | 侏罗纪/白垩纪 | 古生代/中生代 | 石炭纪/二叠纪 | 下古生代/上古生代 | |
年代/102Ma | 0
| 0.65
| 1.36
| 2.25 | 2.80 | 3.45 | |
万有引力 常数变化 | 最小
| 最大
| 最小
| ||||
太阳辐射 | 最小 | 最大 | 最小 | ||||
地壳自转 | 减慢 | 加快 | 减慢 | ||||
火山活动 | 喷发最弱 | 喷发中等 | 喷发最强 | 喷发中等 | 喷发最弱 | 喷发中等 | |
海陆变动 | 大陆为主最大海退 | 由主要是海变为大陆 | 最大海侵 | 由主要是大陆变到海 | 大陆为主最大海退 | 由主要是还变到大陆 | |
气候变化 | 第四纪大冰期 | 温暖期 | 石炭二叠纪大冰期 | ||||
陆海分布类型 | 大陆集中在北极 | 大陆分散在赤道 | 大陆集中在南极 | ||||
造山作用 生物灭绝 | 第三纪大褶皱 | 白垩纪恐龙灭绝 | 石炭二叠纪大褶皱 | ||||
地磁极性 | 反向 | 正向 | 反向 |
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参考文献
1. RichardA. Kerr. End of the Sunspot Cycle? 2011-6-14,FollowScienceNOW on Facebookand Twitter.http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/06/end-of-the-sunspot-cycle.html
2. 杨冬红,杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677.
Yang X X, Chen D Y. Study oncause of formation in Earth’s climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677.
3. 杨冬红,杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。2008Vol. 23 (6): 1813~1818
Yang D H, Yang XX. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdown ofglobal warming. Progress in Geophysics (in Chinese), 2008, 23(6): 1813-1818
4. http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-905236.html
5. http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-906205.html
6. 杨冬红, 杨学祥.北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(2): 610-615.
YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. Studyon the relation between ice sheets melting and low temperature in NorthernHemisphere. Progress in Geophysics. 2014, 29 (1): 610~615.
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