2016年和1998年最热比较：2017年与1999年同样变冷

                             杨学祥，杨冬红

关键提示: 通过对南极气温资料、环南极海冰资料、太平洋海温资料、厄尔尼诺和拉尼娜资料的模拟验证, 我们发现厄尔尼诺事件发生与德雷克海峡海冰减少在时间上有一一对应关系. 南极半岛海冰减少是太平洋环流速度减慢的原因, 德雷克海峡的海冰起重要作用. 这个综合检验结果给出了日食-厄尔尼诺系数预测厄尔尼诺事件的有效性和准确性. 两年周期的太平洋海温振荡使日食与El Nino之间存在12—24个月的位相差.

关键词: 日食-厄尔尼诺系数, 环南极大陆海冰, 太平洋海温, 太平洋环流速度, 两年振荡

Abstract: Through comparing the data of sea ice around South Polecontinent, temperature in Pacific Ocean, temperature in South Pole continent, ElNino event and La Nina event, a determined and egregious causality between ElNino phenomena and the sea ices in Drake Passageis found. The reason for thevelocity in Pacific circumfluence become slower iscaused by sea ice around South Pole continent decreased, and sea ices in Drake Passage play more important role than the others. Thevalidity and veracity of solar eclipse-El Nino coefficients is clear in El Ninoevents predication.

 Keywords: solar eclipse-El Nino coefficients, sea ice around South Polecontinent, temperature in Pacific Ocean, velocity in Pacific circumfluence, biennial oscillation

全球温度再破记录，2016年成为史上最热一年

麻省理工科技评论2017-01-20 14:39:09

截止到前几日，2016年全球冬季的气温变化结果已经揭晓，其结果正如气候学家早在2015年底所预测的那样，根据自1880年以来的气象数据，2016-2017的这个冬季，的确是历史上最暖和的一年。

　　众所周知，影响气温年际变化率的最大因素是来自热带太平洋的厄尔尼诺（El Niño）和拉尼娜（La Niña）现象。这两种气候现象相互博弈，并影响着全球大部分地区气候变化。在厄尔尼诺年份，原本寒冷的秘鲁寒流会让海水温度反常升高，也导致热带太平洋海温异常增暖。而紧随厄尔尼诺现象之后的拉尼娜现象让赤道东太平洋地区的深层海水会出现上翻现象，导致海表温度异常偏低。根据这两种现象中哪种会占据主导地位，决定着全球平均温度是高于或低于长期趋势。但这几十年来，这种气温变化趋势像是坐上了扶梯一样一路向上。

图1 1980-2016年全球气温变化

　　每月全球气温，其中包含厄尔尼诺现象（红色），拉尼娜现象（灰色）影响的太平洋气温。蓝色为正常温度。（来自:NOAA）

　　那么，到底什么原因让2016年的这个冬天格外的“温暖”呢？原来自2015年下半年以来，破历史纪录的高强度厄尔尼诺一直持续到了2016年底，随之而来的却只是强度疲软的拉尼娜。而且就目前来看，这次高强度的厄尔尼诺足以让2016年的高温纪录在历史排行榜上保持一段时间。

图2  2016年全球气温异常放大图（来自:NASA）

　　根据NASA采集的全球温度数据，2016年比19世纪后期全球地表温度高约1.2°C，比2015年高0.12°C。在NOAA采集的全球地表温度数据中，即使是在迅速变暖的北极地区时，也没有采取更加保守的测量方法，其结果显示该地区2016年比2015年高0.04℃。事实上，在NOAA公布的数据中，只有约62％的记录高于2015年同期水平，而在NASA的数据中，这一数字高达96％。

　　科学表明，仅大幅减少温室气体排放一项就足够保护在极北之地生活的北极熊永远存活下去。

　　事实上，从2015年5月到2016年8月的每个月里，全球地表温度一直都创历史同期最高纪录。NOAA（National Oceanic and AtmosphericAdministration，美国国家海洋和大气管理局）指出，整个北美洲在2016年创造了全球高温的新记录，紧跟其后的是美国，尽管去年1月份美国东部出现了罕见的寒冷天气，欧洲在去年的全球高温排行榜中名列第三，也是其历史同期最温暖的一年，澳大利亚排名第四。

　　目前，几乎所有的温度数据结果都与上图反映的结果一致。这其中包括英国气象局和伯克利地球研究团队的数据，同时来自卫星的遥感系统也对地表温度进行了记录，所有数据的分析结果都将2016年排在首位。

图3 1880-2016年全球平均地表温度

　　几大研究机构公布的2016年全球平均地表温度，其中虚线表示的是理论预测值（来自:NASA）

对于即将到来的2017年，来自英国气象局的预测是它将在2016年和2015年之后排在第三位。不过该预测的前提是今年不会爆发超级规模的厄尔尼诺现象。

http://it.sohu.com/20170120/n479217427.shtml

关注2016年最热预测

我们在2008年撰文指出，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。

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

我在2012年5月22日指出，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

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-711459.html

我在2014年7月21日指出，研究表明，厄尔尼诺是热事件，可导致全球平均气温升高；拉尼娜是冷事件，可导致全球平均温度降低。科学界忽视了影响全球气温的另外两个重要因素：海洋及其边缘8.5级和大于8.5级的海震，其集中爆发期的周期为55年；月亮赤纬角极大值在18.6度-28.6度之间变化，其周期为18.6年。

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，大气和海洋的快速南北运动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；当月亮在南（北）纬18.6度（月亮赤纬角最小值）时，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，震荡幅度减少了三分之一，导致变冷作用减弱。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。

1998年是有气象记录以来最热年份，它不仅与1997-1998年最强的厄尔尼诺事件有关，也与1995-1997年月亮赤纬角最小值有关。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，2014年正在发展的厄尔尼诺有可能使其成为最热年。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-813332.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-789865.html

我们在2015-8-3 10:33指出，2014年最热，2015年更热，2016年刷新。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-910209.html

我们在2014年撰文指出，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。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。太阳在南北回归线时也会产生潮汐南北震荡运动。2014-2016年月亮赤纬角最小值可能导致中国干旱和全球高温（杨冬红等，2008）。

谁是谁非9年内见分晓：2017年变冷，2025年最冷

尽管我们在2008年就预测了2014-2016年最热，但预测的根据不是由于温室气体排放，而是月亮赤纬角最小值，与气象主流完全不同。这一结论的正确性，将在9年后得到验证。这一验证时间并不长，大多数人都可以看到这一天。

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

我们在2015年1月25日指出，2015年的警钟：厄尔尼诺和最热年可能重现江湖。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，2015年高温、干旱继续威胁我国南方、北方地区，新一波厄尔尼诺将增加灾害的强度，必须高度重视，及时监测，积极预防。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-861959.html

2014-2015年的最热值得关注，2023-2025年的最冷年更值得关注。

2015年的厄尔尼诺事件增大最热年发生的可能性，2016-2017年预测为拉尼娜年，是全球变冷的信号。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-893363.html

我们在2016年11月21日指出，研究与预测：2016年恐再破最热一年纪录。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1015744.html

导致2016年最热的第三个因素：德雷克海峡海冰的气候开关作用

在整个中生代，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的巨大的单一陆块，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，一个单一的环流系统作用范围至少达到纬度55^o，以致宽阔的、深而缓慢的赤道流在穿过低纬度大于180^o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^[1~7]。

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^{[3, 7]}。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^{[3, 4]}。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。这是南极冰盖不能扩展成南半球大冰川的一个重要原因^[8]。

              图4 全球气候的三个海冰启动开关示意图

                  Fig4 Sketch map of threesea-ices switches for global climate

既然德雷克通道在中周期和长周期的气候变化中起决定性的作用，那么在短周期的气候变化中，德雷克海峡中的海冰进退关系重大。一个可能的模式是：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，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冰减少；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，部分本应北上的水流转而进入德雷克海峡，使秘鲁寒流变弱，使东太平洋表面海水变暖，减弱沃克环流，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，我们称之为南极环大陆海冰的气候开关效应(图4) ^[8]。

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，阻塞环南极大陆海流，加快南太平洋环流，并从向极方向连接南极洲热输送，因而使南极洲变暖；当南极洲的温度变暖时，存在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2所示，非洲海冰开关，澳大利亚海冰开关，以及德雷克海峡海冰开关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。

120^oW ~60^oW南极海冰，即东南太平洋的海冰，主周期为120个月，次周期分别为48、26.7和20个月。全南极海冰主周期为60个月，次周期为21个月。南印度洋范围(0^oE ~120^oE)和东南太平洋范围的南极海冰的变化主周期分别是80个月和120个月，但都有显著的48个月的次周期。这个周期与赤道中东太平洋的海温变化周期大致相同^[9]。因为环南极海冰变化和太平洋海温都具有准两年周期^{[9, 10]}，所以厄尔尼诺热事件和拉尼娜冷事件应该与海冰变化引起的赤道海洋表面温度两年周期变化一一对应。表1给出了厄尔尼诺事件与东赤道太平洋表层海温两年周期振荡的对应关系。厄尔尼诺事件一定发生日食-厄尔尼诺系数极大值之后的海温暖年内，它可以解释日食与El Nino之间存在12—24个月的位相差^[10]。这种对应关系表明，南极半岛海冰的增减是太平洋环流速度增加与减慢的原因。它与秘鲁寒流的增强与减弱一一对应。

相关证据

新华社华盛顿1月18日电（记者林小春）美国两大政府机构18日各自发布的报告显示，2016年是现代历史上最热的一年。这意味着全球年平均气温纪录连续第三年被刷新，反映了由人类排放温室气体导致的全球气候持续变暖的长期趋势。

美国国家海洋和大气管理局发布的报告显示，2016年全球平均气温为14．84摄氏度，比20世纪平均水平高出0．94摄氏度。这是自1880年有气温统计以来的最高纪录，比上一个最热年份2015年高出0．04摄氏度。

报告写道：“21世纪以来，全球年度（平均）气温纪录已被打破5次，分别是2005年、2010年、2014年、2015年和2016年。”

从海冰面积看，北极2016年平均海冰面积为1015万平方公里，是有史以来最小值，延续了近年北极海冰年平均面积不断萎缩的趋势。南极全年平均海冰面积1116万平方公里，仅多于1986年，列史上第二低。

http://tech.huanqiu.com/news/2017-01/9988572.html

图2也给出了有力的证据：2016年全球气温异常放大图（来自:NASA）中南极半岛是最热地区之一，南极半岛海冰减少减弱了秘鲁寒流，导致拉尼娜减弱，直至夭折。

2014年南极海冰结冰量创40年新高使预期强厄尔尼诺受阻

2014年10月14日凤凰科技讯科学日报报道，近日消息称今年南极洲的海冰结冰程度创了新的记录，相比科学家们自20世纪70年代晚期开始进行的海冰结冰程度长期卫星记录相比，今年的海冰覆盖了更多南部海洋。然而，南极洲这一上升趋势只相当于北冰洋海冰丢失程度的1/3。

自20世纪70年代晚期以来，北极每年丢失了53900平方千米的冰；南极每年增加了18900平方千米的海冰。今年9月19日，自1979年以来南极洲的海冰结冰区域首次超过了2000万平方英里，根据国家冰雪数据中心（NSIDC）这样显示。这一基准的结冰程度持续保持了几天。1981年至2010年间平均最大的结冰范围为1872万平方千米。

今年单日最大结冰量发生在9月20日，据国家冰雪数据中心的数据显示。在这一天海冰覆盖面积为2014万平方千米。今年五天平均最大结冰量发生在9月22日，海冰覆盖了2011万平方千米。

http://www.weather.com.cn/climate/2014/10/qhbhyw/2209601.shtml

图5 2014年1-11月全球气温变化

图5表明，2014年南极半岛海冰创纪录增加，增强了秘鲁寒流，阻止2014年强厄尔尼诺的发生。

2016年和1998年最热条件比较

1995-1997年和2014-2016年都为月亮赤纬角最小值时期；1997年和2015年都发生了超强厄尔尼诺事件；1998年和2016年都发生了南极半岛海冰异常减少事件。1998-2000年和2016-2017年都发生拉尼娜事件。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-946996.html

1999-2012年全球变暖进入一个相对停滞时期，2017-2025年将重复相同的变化过程。

附加条件是：2020年太阳黑子进入低值时期和日地距离进入最大值时期。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-859541.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-918130.html

根据南极海冰显著的48-60个月的周期，南极海冰异常增加将发生在2018-2019年前后，增强预测中的拉尼娜事件，配合2023-2025年月亮赤纬角最大值，将导致全球气温进入低值时期。

参考文献

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2.Frakes. L.A. and Kemp, E.M., 1973. Palaeogenecontinental positions and evolution of climate. In: D.H. Tarling and S.K.Runcorn (Editors), Implications of Continental Drift to the Earth Sciences, 1.Academic Press, London,pp. 539~559.

3.Frakes, L. A., 1979. Climatesthroughout geologic time. Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam—Oxford—New York, pp. 182, 192,200, 223, 315.

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9.周秀骥, 陆龙骅主编. 1996, 南极与全球气候环境相互作用和影响的研究. 北京: 气象出版社.2, 12, 380, 381~392.

10.     杨学祥. 2002, 厄尔尼诺现象的构造基础与激发因素. 西北地震学报, 24（4）：367-370

11.       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。2008，23 (6): 1813～1818。YANG Dong-hong, YANGXue-xiang. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdownof global warming. Progress in Geophysics. 2008, 23 (6): 1813～1818.

12.       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.

13.       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. Yang D H,Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climatechanges. Chinese Journal of geophysics(in Chinese), 2011, 54(4): 926-934

14.       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.