气候进入变冷周期：致命高温还是严寒低温？

                             杨学祥，杨冬红

2004年5月我在多家网站上指出，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。2004年12月26日印尼苏门答腊9级地震海啸后，全球低温冷害事件频发，2009年11月至2010年1月低温暴雪袭击北半球，气候周期再度回归自然。我们有必要总结气候自然周期的相关论述。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-291728.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-534189.html

大多数学者认为，15-18世纪的小冰期是由太阳辐射减弱或火山喷发单一作用或共同作用引起，火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面。最近研究表明，小冰期从13世纪开始，源于公元1275年和1300年之间的4次火山喷发。在过去的450年，最近研究发现了火山喷发与大气和海洋低温的联系，短期的变冷时代从13世纪到18世纪，大气和海洋系统被火山喷发所控制。但是，发生在古老世纪白垩纪的长期变暖时代，发生了最强烈的火山喷发，火山喷发出的温室气体阻止热辐射返回太空，使地球气候变暖。火山喷发具有双重效应：致冷和致暖。温室效应不是气候变化的唯一因素，其他因素必须参与地球的热平衡。

1816年，全球性的低温袭击了从欧洲、美洲甚至中国，北半球平均气温下降了0.4-0.7℃，被称为无夏之年。一般认为原因是处于道尔顿极小期。在此之前的蒙德极小期造成了北半球持续70年的连续低温。但是造成1816年寒冷现象的更直接原因是1815年坦博拉火山喷发，1809年也发生了火山喷发[1-3]。在此期间还有两次火山爆发，分别发生在1812年的加勒比海地区和1814年的菲律宾。

最新研究认为，地球小冰期始于13世纪后期，这比当前地质学界普遍接受的小冰期起始时间提前了100多年。小冰期可能从1275年至1300年间就开始了，而且是突然开始降温的。当时在大约50年时间里，热带地区相继发生了4次大规模火山爆发。由于喷出的火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面，北半球在相对很短的时期内不断遭遇“降温”，这种累积效应使北半球一下子“跌”入冰期。1430年到1450年，也发生了一轮大规模火山喷发，其中包括瓦努阿图的火山。虽然火山喷发导致的气温骤降的时间并不长，但是足以使北冰洋的冰川夏季也扩张。太阳辐射反射减少了墨西哥湾暖流，气温持续下降。火山喷发造成的短暂气温下降会导致几个世纪的寒冷时期“小冰期”的到来。

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-01/uoca-ncs013012.php

一项最新研究成果记录了距今252~247Ma前早三叠世时期的温度变化，当时海洋表面温度高达40℃，陆地温度可能达到50℃多。科学家认为，致命高温导致赤道低纬度区生态系的坍塌，是致使二叠纪末大灭绝后的早三叠世早期的死亡区持续五百万年的“元凶” [50]。这一高温期与248Ma前西伯利亚暗色岩喷发，地球自转变快、地磁极性转为正向相一致。

据美国国家地理网站报道，英格兰利兹大学古生物学家保罗-维格纳尔等人最新研究发现，发生在三叠纪早期的地球生物大灭绝缘于地球表面温度过高，而当前越来越高的地球表面温度，似乎预示着另一场大灭绝的到来。

三叠纪早期的大规模生物灭绝让地球彻底沦为了一颗荒废的行星。最近一项新的研究表明，造成这种大面积灭绝的原因是因为地球上大多数生物无法承受地球该阶段过高的表面温度。在2.47亿年至2.52亿年前的时期内，地球正在缓慢地从三叠纪大灭绝的灾难中复苏过来。这次毁灭性的灭绝事件几乎让地球上所有的生命都消失了，包括大多数的陆生植物，整个地球奄奄一息，地球赤道附近的环境几乎让生命体无法生存。英格兰利兹大学古生物学家保罗-维格纳尔在研究中表示，“绿色植物们努力地用光合作用消耗着让地球升温的二氧化碳气体，如果没有这些绿色植物的存在，地球恐怕早已变成了一个超大的温室。”有一些能在极端环境中侥幸存活下来的顽强生命体，比如一些命大的蜗牛和蛤，也没能熬过这次灾难，在之后的500万年里，地球几乎是一个没有生命的星球。

研究人员通过对化石中氧同位素的检测得出，在三叠纪晚期赤道附近海域的海面温度大约为40摄氏度，这个温度在科学家们看来是“致命的热”。现在在同样一片海域，平均温度仅为25-30摄氏度。这种高温也解开了萦绕在科学家脑海中的谜题：为什么地球在三叠纪大灭绝后经历了500万年才恢复过来，而在其他大灭绝后数十万年就回复了生机。

美国宇航局戈达德太空研究所的研究结果表明，地球表面的平均温度从1880年至今已经上升了0.8摄氏度，而且上升部分的2/3是发生在1975年之后。不过，即使在这样的温度上升速率下，人类距离大灾难那样的气候还比较遥远，在人类灭亡之前，植物会先消失。不过从地质年代表中看，我们现在正处于地球气候最坏时期的前夕。

http://www.bioku.net/archives/3418

http://news.nationalgeographic.com/news/2012/10/121018-triassic-extinctions-hot-global-warming-science-environment/

影响气候变化的主要灾害是火山，可导致小冰期和低温灾害，也可导致全球致命高温。前者与太阳黑子延长极小期、强潮汐同时出现，后者与地球自转长期加速、地磁正向同时出现。下次火山猛烈喷发与前者对应，致冷的可能性最大（见表1）。

表1  太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

目前处于地磁反向期。二千年来全球磁场持续减弱，最近150多年地磁强度下降了10%-15％。南大西洋出现地磁异常区，其磁场减弱达35％，地球磁极弱化，处于“磁极翻转”的雏形阶段，这可能是地球发生许多灾变和异常现象的深层原因。伴随地磁正向、地球自转加速和热幔柱猛烈喷发，不能排除致命高温的再次发生，第四纪冰期结束，下一个温暖期将发生，但准确时间很难确定（见表2）。

表2 地球自转周期、地质旋回和地磁极性倒转

根据统计规律，全球进入变暖期结束第四纪冰期有四大判定标准：海洋底层水温度迅速提高，消除气候变冷的“冷源”；地球自转速度快速增加，标志核幔角动量交换在核幔边界正在积累，形成的热幔柱即将喷发；目前地磁场强度不断减弱并极性反向，标志地球圈层差异旋转反向；火山喷发逐渐增强，岩浆起源于地球深部的核幔边界。

理论模型研究和实际测量表明，地球内核自转较快，地壳和地幔自转较慢，形成地球内外圈层的差异旋转，核幔边界不仅是热交换边界，而且是圈层角动量交换的边界。圈层角动量使地壳和地幔自转变快，内核自转变慢，部分动能转化为热能积累在核幔边界。这是地球自转加速对应大规模热幔柱喷发的原因，地史提供了确定无疑的证据。

相关讨论记录：

[2]zecrio  2012-11-5 22:39

有道理。2013年12月到2014年2月都在强潮汐中，是不是下个冬季冬三月都偏冷呢？

博主回复(2012-11-6 04:35)：准确的说，应该是异常严寒的冬季。

博主回复(2012-11-6 04:33)：2013-2014年将发生强拉尼娜事件，并在拉马德雷冷位相时期得到增强，叠加强潮汐，冬季偏冷可能性很大。

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=629495

删除 回复 [680]zecrio  2012-10-20 16:39

去年冬季您预测前暖后冷，果然如此。今年不知道如何？

博主回复(2012-10-21 04:13)：仅从潮汐变化而言，2012年10月-2013年1月为强潮汐时期，2013年2-3月微弱潮汐时期，先冷后暖的可能性大。2011年12月至2012年2月，2012年8月-9月，2013年2月-3月，2013年9月-11月，月亮近地潮和日月大潮的间隔时间超过3天，为弱潮汐时期。2012年3月-7月，2012年10月-2013年1月，2013年4月-8月，2013年12月，月亮近地潮和日月大潮的间隔时间不超过3天，为强潮汐时期。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-600097.html

    删除 回复 [679]zecrio  2012-10-20 16:38

杨教授，您好！2012年9月份赤道太平洋海表水温继续下降，已经低于厄尔尼诺时候的海水温度，同时南方涛动指数恢复到正值0.4。我认为2012年的厄尔尼诺极有可能不会出现，可能类似于2004年秋冬季甚至比那年还低。2012年12月到2013年2月冬季太平洋海水温度趋于正常的可能性很大，也就是说即将到来的这个冬季既不在厄尔尼诺也不再拉尼娜的影响下。那么今冬您根据潮汐预测是前冷后暖还是前暖后冷呢？明年2月是弱潮汐，会不会最冷时段将提前出现？

博主回复(2012-10-22 05:10)：先冷后暖的可能性大。

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=wall

删除 回复 [11]universeman1  2012-11-5 15:53

2008年以来，出了几个冷冬，我国局地气温偏低。但是全球平均气温还是高位徘徊，全球的冷周期还未到来，现在可能是过渡期。

博主回复(2012-11-6 04:41)：变冷趋势值得关注。

删除 回复 [10]shenghoenyue  2012-11-5 15:34

相信北京气象局会去做10月30日前的十五天和9月3日前十五天的常年气象对比。北京下雪不算迟也不算早、问题是雪的量、和雪的结构值得北京研究。

删除 回复 [9]zecrio  2012-11-5 10:28

shenghoenyue的说法有些直观和片面，北京暴雪前平均气温是接近常年的。并没有偏高3到4度，今年北京入秋时间是9月3日，入冬时间是10月30日，都接近常年。这次暴雪是强寒潮带来的结果，而非环境制造的，2009年北京初雪比今年还早，1960和1987年初雪都在10月。难道都是城市环境造成的吗？最近几年寒潮越来越频繁，越来越强是由于我国已进入冷冬周期的结果，和城市环境也许有关系，但是是微乎其微的。1980到2007年是暖周期，暖冬一度成为主流。未来我们也许还会经历更多的寒潮和极寒。

博主回复(2012-11-5 14:33)：1980到2007年是暖周期,1954-1979年和2008-2037年为冷周期，可对比的是1977-1999年为拉马德雷暖位相，1947-1976年和2000-2030年为拉马德雷冷位相，时间有滞后。参见：杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候变化的影响。地球物理学报。2011，54（4）：926-934.。

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=629099