26日拉尼娜继续增强：指数会在10月28-31日潮汐组合中继续降低

                               杨学祥，杨冬红

我们在21日预计，2016年10月21-23日南极半岛海冰继续减少，配合21-23日潮汐组合不利于拉尼娜发展，10月23-30日拉尼娜会继续减弱，达到新的指数高峰。

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我们在10月24日指出，10月22日拉尼娜指数为-0.236，高于拉尼娜的-0.5标准。这种状况，会在10月28-31日潮汐组合中有所降低，但拉尼娜总体减弱的趋势不会改变。

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这一预测的到证实：24日拉尼娜增强，指数由-0.236降低为-0.294，降低幅度为0.058，到31日为止，将继续保持降低趋势，原因在于10月28-31日潮汐组合比较强劲。

我们在2016年10月23日指出，2016年11月18日-1月23日地球自转加速阶段，不利于拉尼娜发展；配合2016年11月17-21日潮汐组合不利于拉尼娜发展，本论拉尼娜可能提前结束。

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我们在2016年10月26日指出，25日拉尼娜增强，指数由-0.294降低为-0.399，降低幅度为0.105，到31日为止，将继续保持降低趋势，原因在于10月28-31日潮汐组合比较强劲，这可以从近期的强冷空气活动得到证明。

关注10月31日拉尼娜指数变幅。

受南极半岛海冰异常减少的影响，徳雷克海峡通道扩大，秘鲁寒流减弱，拉尼娜发展受阻，2016年10月15-17日潮汐组合无理式拉尼娜发展，10月21-23日潮汐组合却配合南极半岛海冰减少，阻碍拉尼娜发展，拉尼娜有夭折的危险。

如果10月28-31日潮汐组合仍然无力扭转拉尼娜减弱的趋势，拉尼娜夭折的风险将逐步增大。

关注10月28-31日潮汐组合对拉尼娜的影响。

目前的趋势是：南极半岛海冰的影响远远高于潮汐组合的影响。

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潮汐组合影响继续存在。

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潮汐组合影响正在增强。

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我们在2016年10月27日指出，26日拉尼娜增强，指数由25日的-0.399降低为26日的-0.576，降低幅度为0.177，到31日为止，将继续保持降低趋势，原因在于10月28-31日潮汐组合比较强劲，这可以从近期的强冷空气活动得到证明。

潮汐组合影响正在继续增强。

图1  2016年10月23日拉尼娜指数为-0.227，比22日增加0.009，增速减慢

图2  2016年10月24日拉尼娜指数为-0.294，比23日-0.236降低0.058，幅度较大

图3  2016年10月25日拉尼娜指数为-0.399，比24日减少0.105，减速增大

图4  2016年10月26日拉尼娜指数为-0.576，比25日减少0.177，减速继续增大

拉尼娜指数与潮汐组合有明显的相关性，我们在历次潮汐组合预报中均已明确指出。

气温变化、雾霾和地震的13.6天周期

李国庆发现月亮视赤纬角变化周期13.6天、27.3天与地球自转速度变化有明显的对应关系并影响天气变化。

2008年以来，我们一直在进行潮汐组合对气候影响的检验对比工作，部分对比结果发表在2011年第4期的《地球物理学报》。

月亮赤纬角极大值在18.6度至28.6度之间变化，从而导致地球自转变化和全球气温变化的18.6年周期。

在极大值时期，月亮在南（北）纬28.6度（月亮赤纬角最大值），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，潮汐南北震荡的振幅为57.2度，大气和海洋的潮汐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，导致全球气候变冷。

在极小值时期，月亮在南（北）纬18.6度（月亮赤纬角极大值），高潮区在12小时后从南（北）纬18.6度向北（南）纬18.6度震荡一次，潮汐南北震荡的振幅只有37.2度，比极大值时期的潮汐南北震荡振幅减少三分之一，导致海洋和大气变冷程度减弱

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。太阳在南北回归线时也会产生潮汐南北震荡运动。

月亮赤纬角在0度至极大值之间变化，从而导致地球自转变化和全球气温变化的18.6天周期。

详细的雾霾、气温、地震的13.6天周期对比数据可在科学网查找。

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我们在2016年3月17日指出，在地球，潮汐力主要来自太阳和月球，两者持续的改变彼此间相对的位置，造成的地球自转轴的章动。受日月引潮力的影响，地球自转也有明显的13.6天、0.5年和18.6年周期，与地球赤道和地球轨道面（黄道面）的夹角，即黄赤交角有关，与地球赤道面和月球轨道面（白道面）的夹角，即白赤交角（亦称为月亮赤纬角）有关。应用三轴椭球壳转动惯量计算公式的计算结果表明，地球各圈层潮汐形变的规模不相同，大气圈的起伏约为465m，海洋圈的起伏大约为0.60m，固体地球的起伏约为0.20m，比例为2326：3：1，速度增量比也为2326：3：1。可以对比的是，空气、水、地壳的密度比为3：1：0.00129,是2326：3：1的倒数。由此引起的潮汐南北震荡对气温变化、气候变化、冷空气活动、雾霾、地震有重要的影响。

一、地球的章动及其原因

章动是在行星或陀螺仪的自转运动中，轴在进动中的一种轻微不规则运动，使自转轴在方向的改变中出现如“点头”般的摇晃现象（见图1）。

行星的章动来自于潮汐力所引起的进动，并使得岁差的速度不是常数，而会随着时间改变。这种现象是英国的天文学家詹姆斯·布拉德利在1728年发现的，但直到20年后才得到解释。

在地球，潮汐力主要来自太阳和月球，两者持续的改变彼此间相对的位置，造成的地球自转轴的章动。地球章动最大分量的周期是18.6年，与月球轨道交点的进动周期相同，然而，在更精确的的计算中还有其他值得注意的周期项目需要被加入。

章动的主要项目来自于月球交点的退行，两者有相同的周期，都是6798天（18.6年），在黄道上的黄经章动分量是17.24"，垂直于黄道的斜章动是9.21"。另一个较明显的周期是183天（0.5年），章动分量分别是1.3"和0.6"，是黄赤交角造成的。

图1 日月引潮力产生的地球章动（网上资料）

二、日月引力对地球自转的影响

受日月引潮力的影响，地球自转也有明显的0.5年和18.6年周期。前者与地球赤道和地球轨道面（黄道面）的夹角，即黄赤交角有关，后者与地球赤道面和月球轨道面（白道面）的夹角，即白赤交角（亦称为月亮赤纬角）有关（见图2）。

冬至时太阳光直射南回归线，白天太阳潮在南回归线达到最高潮，夜间太阳潮在南回归线达到最低潮，地球自转造成太阳高潮在南北回归线之间南北摆动，地球扁率也相应变小，导致地球自转加速，夏至也有类似变化。相反，在春分和秋分，太阳在赤道米难，太阳潮南北摆动消失，地球扁率变为最大，地球自转速度变为最小。18.6年周期的月亮赤纬角变化对这一过程起到增强或减弱作用，不同年份有所不同。

实际上，每年4月9日-7月28日（110天）及11月18日-1月23日（66天）为地球自转加速阶段；1月25日-4月7日（72天）及7月30日-11月6日（109天）为地球自转减速阶段。以此形成地球自转的0.5年周期。

月亮赤纬角极大值在18.6度至28.6度之间变化，从而导致地球自转变化的18.6年周期。

图2  黄道面、白道面和天球（网上资料）

图2 给出了黄道面和白道面在天球中的位置，它们与赤道面的夹角分别为23.5度和28.6度，它们之间的夹角约为5度。

如果把大气圈和海洋圈作为一个整体来计算，而不仅仅是其表层流动，那么，应用三轴椭球体转动惯量计算公式的计算结果表明，当太阳的位置由南北回归线移向赤道，岩石圈的日长增量dT =0.00027s,相当于1/3704s,它是春分和秋分时的地球自转速度小于夏至和冬至时的自转速度的原因。当地球由远日点运动到近日点时，太阳引潮力增加10%，得日长增量dT= 0.00007s，相当于1/14286s。这使远日点的地球自转速度大于近日点的自转速度，从而使远日点处的增减速时间变长，近日点处的增减速时间变短。实际上，每年4月9日-7月28日（110天）及11月18日-1月23日（66天）为地球自转加速阶段；1月25日-4月7日（72天）及7月30日-11月6日（109天）为地球自转减速阶段。快慢时段的昼夜时间（日长）长短的差别不超过几千分之一秒，但是这种变化可以影响到气象事件，与计算值量级完全相符。

月亮引潮力是太阳引潮力的2.17倍，月亮赤纬角（即白赤交角）为18.6度（最小值时期）或28.6度（最大值时期），黄赤交角为23.5^o。所以，月亮赤纬角变化可使日长发生0.6 ms的变化，在受到太阳干扰或增强时，日长变化振幅可达0.3-0.9 ms。在图5中，从月亮赤纬角最大值到最小值引起的地球形变，使地球自转加速，日长产生2.5ms（毫秒）的变化。计算值与测量值完全相符。

表1 物质密度、潮汐振幅和日长变化

应用三轴椭球壳转动惯量计算公式的计算结果表明，地球各圈层潮汐形变的规模不相同，大气圈的起伏约为465m，海洋圈的起伏大约为0.60m，固体地球的起伏约为0.20m，比例为2326：3：1，速度增量比也为2326：3：1。可以对比的是，空气、水、地壳的密度比为3：1：0.00129,是2326：3：1的倒数。当太阳的位置由南北回归线移向赤道，岩石圈的日长增量dT =0.00027s,海洋圈的日长增量为0.00081s，大气圈的日长增量为0.628s（见表1）。

图3 地球在冬至时太阳潮南北震荡

赤道处的地表线速度为v = 465m/s,日长T=24小时=86400s，地球的岩石圈、水圈和大气圈的线速度增量dv分别为-0.003625px/s、-0.010875px/s和-8.425px/s，即地球各圈层自转减慢（见表1）。以岩石圈为参照，水圈相对减慢最少，气圈相对减慢最多。这导致赤道东风增强，赤道太平洋热水集中在西太平洋，有利于拉尼娜事件的形成，对应时间为3月末或9月末（春分3月20-22日，秋分9月22-24日，太阳在赤道面上）。

而在6月末或12月末（夏至6月21或22日，冬至12月21-23日）日月大潮发生在南北回归线附近，地球各圈层自转加快。以岩石圈为参照，水圈相对加快最少，气圈相对加快最多。这导致赤道东风减弱，赤道太平洋热水回流到东太平洋，有利于厄尔尼诺事件的形成，对应时间为6月末或12月末，与季节性厄尔尼诺现象发生在12月25日圣诞节附近的季节性特征相符。季节性厄尔尼诺现象发生在12月末的原因还在于，每年1月3日或4日为地球轨道近日点，太阳引潮力增大10.2%，与11月18日-1月23日（66天）地球自转加速阶段相对应。冬至为12月22日或23日，离地球轨道近日点1月3日或4日很近，太阳潮最强。引起的地球扁率变化也最显著。季节性厄尔尼诺现象发生在每年的12月25日圣诞节附近，就是潮汐改变地球扁率，影响地球自转、大气环流和海洋环流的最好证明。

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地球潮汐形变引起的地球自转速度变化，是中短期地球自转变化的主要原因。当地球由远日点运动到近日点时，太阳引潮力的强度增加10%，日长增量0.07ms，这使地球自转具有一年的变化周期。太阳相对地球在南北回归线之间的摆动，使地球扁率在秋分和春分变为最大，自转速度最慢，日长增量0.27ms。实际上，每年4月9日-7月28日及11月18日-1月23日为地球自转加速阶段；1月25日-4月7日及7月30日-11月6日为地球自转减速阶段。计算表明，由于气圈、水圈和固体地球扁率变化不同，所以产生不同圈层的差异旋转。月亮赤纬角最大值变化的18.6年周期增强或减弱这一效应。

表2  地球自转变化的长周期与天文周期的关系

注：带*号者为作者计算得出。

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三、结论

月亮赤纬角极大值在18.6度至28.6度之间变化，从而导致地球自转变化和全球气温变化的18.6年周期。

月亮赤纬角在0度至极大值之间变化，从而导致地球自转变化和全球气温变化的18.6天周期。

潮汐组合类型的转变周期为18.6天，导致拉尼娜的发展存在18.6天周期。

我们在2016年10月27日指出，26日拉尼娜增强，指数由25日的-0.399降低为26日的-0.576，降低幅度为0.177，到31日为止，将继续保持降低趋势，原因在于10月28-31日潮汐组合比较强劲，这可以从近期的强冷空气活动得到证明。

潮汐组合影响正在继续增强。

参考文献

1．  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.

2．  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。2008 Vol. 23 (6): 1813～1818

3．  杨冬红，杨德彬。日食诱发厄尔尼诺现象的热-动力机制。世界地质。2010，29（4）：652-657.

4．  杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011，54（4）：926-934.

5．  杨冬红, 杨学祥. 地球自转速度变化规律的研究和计算模型. 地球物理学进展, 2013，28（1）：58-70。