南极出现西瓜雪：200年变冷周期 

                杨学祥，杨冬红（吉林大学）

关键提示

      近日，在南极的乌克兰科考站附近出现了粉红色的西瓜雪现象，引发了人们的关注。该地区的雪呈现粉红色，在阳光照射下显得神秘而美丽。科学家表示这是因为雪中含有一种叫极地雪藻的微生物，它们适合在寒冷气候中生存，并在低温下保持“休眠”状态。但当温度升高时，就会开始迅速生长。因为其含有虾青素（类胡萝卜素）防止紫外线辐射，所以呈现红色。也有其他类似的藻类会呈现出黑色、棕色或者黄色。

      西瓜雪的现象并非首次出现。早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就曾经在《自然诸短篇》中记录过这一景象。

      事实上，公元前60-公元600年，地球处于小冰期时期。目前，地球正处于200年的次小冰期时期。西瓜雪的现象再次出现，预示次小冰期的到来。

      研究表明，在15-17世纪小冰期时期，强潮汐、火山活动、流感和瘟疫多次强烈爆发（马宗晋 等，1995），与太阳黑子超长极小期一一对应，多因素叠加增大了太阳辐射变化的作用（见表1）（杨冬红等，2011a，2011b，2013a，2013b，2014）。1996-2008年已进入21世纪太阳黑子超长极小期，严重低温和病毒爆发将成为大势所趋。2009年甲型流感爆发仅仅是一个最初信号。

表1 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

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【侨报记者高睿2019年2月19日洛杉矶报道】研究人员和工程师们发出警告，圣经上描述的诺亚方舟的灾难很可能会降临南加州，科学家将这场暴风雨命名为“方舟暴风雨”（ARKStorm），称这场暴风雨将持续数周，对南加州的损害程度会超过大地震的3倍，洛杉矶会有150万人因城市被淹变成湖泊而流离失所，给加州造成的直接损失将达到7250亿美元。

美国地质调查局专家预测，这场暴风雨所形成的洪水将沿着圣安椎斯断层（San Andreas Fault）向南流动，冲毁蒙蒂贝罗（Montebello）和皮克瑞维拉（Pico Rivera）之间、横跨圣谷和瑞尔洪都（Rio Hondo）两条河流的大坝，让包括洛杉矶盆地在内的中部山谷和莫哈维沙漠变成一片湖水，洪水将从圣谷山区一路向南冲向长滩市。

美军工程公司首席专家道格·奇特伍德（Doug Chitwood）认为，60年前修建的威提尔（Whitier）大坝恐怕经不起这场暴风雨的考验，它会在巨大洪水面前溃堤，就像150年前加州经受的那场洪水一样。联邦工程师预测威提尔大坝被洪水没顶时，坝底的沙质土壤会让大坝决堤，导致20倍于平时的洪水溢出圣谷河道，给沿途两岸城市的居民造成巨大的灾难。

气象专家用电脑分别对900年、7500年和18000年一次的暴风雨模型进行沙盘推演，在这些推演中，洪水冲击到皮克瑞维拉（Pico Rivera）、阿泰西亚（Artesia）、贝尔花园（Bell Gardens）、贝尔芙拉沃（Bellflower）、卡森（Carson）、商业城（Commerce）、康普顿（Compton）、西普锐斯（Cypress）、窦尼（Downey）、夏威夷花园（Hawaiian Gardens）、拉帕尔马（La Palma）、湖林市（Lakewood），林伍德（Lynwood）、蒙地贝罗、诺瓦克（Norwalk）、派拉蒙（Paramount）、柔似莫（Rosemoor）、圣塔菲泉（Santa Fe Springs）、海豹滩、威提尔，以及华人密集的喜瑞都，直到长堤海边，有上百万居民的生活受到这场灾难的影响。

专家预测，位于大坝下方的皮克瑞维拉市的6.3万人口居住区将直接遭到15英尺深的洪水淹没，圣塔菲泉的洪水也会达到10英尺深。

根据史料记载，加州历史上发生过多次洪水灾害，其中包括212年、440年、603年、1029年、1418年和1605年，最近一次暴风雨引发的大规模洪水发生在1861年，让沙加缅度变成了“内海”，州政府不得不临时迁都到旧金山。事实上加州并非是唯一遭受洪水威胁的地方，俄勒冈州、亚利桑那州、内华达州和犹他州都面临洪水的威胁。

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数据分析和对比表明，美国加州200年洪水周期在小冰期连续发生（212年、440年、603年和1029年、1418年、1605年、1861），在小气候最适期有间断（1029年）。

中世纪温暖时期是指北大西洋地区内由公元10世纪到14世纪所出现一个不正常温暖的时期。中世纪温暖时期常常成为全球变暖的讨论课题。有些人则称呼为中世纪气候异常强调其他影响多于温度。

中世纪温暖时期的气候十分不正常，当时正值欧洲的中世纪，大约在8世纪至13世纪。欧洲已经进行大量关于中世纪温暖时期及小冰河时期的初步研究，气候不正常的现象已经是很明显及有清晰的记录。当初认为温度的改变是全球性的。可是，这个观点很快受到质疑。2001年政府间气候变化专门委员会的报告概括了这项研究。它指出“现在的证据没法支持当时全球同步地发生不规则的冷暖转变的论调，传统所指的小冰期及中世纪温暖时期只能有限地描述北半球或全球在过去几个世纪中平均气温的改变。”古气候学家正着手重建小冰期及中世纪温暖时期的地区气候。其他学者则遵从传统只把小冰期及中世纪温暖时期内发生的事情联系到该段时期。

在这段时期，酿酒用的葡萄能够遍布欧洲，最北达英国南部。大西洋鲱鱼盛产，盐腌鲱鱼的消费几乎遍及欧陆，甚至一度成为军粮与缴税物。

中世纪温暖时期，北极海域的浮冰大量减少，使古斯堪地纳维亚人（或称维京人）能横越北大西洋，抵达格陵兰和北美东岸，促成了与因纽特人的短暂相遇。

恰恰在中世纪温暖期，美国加州洪水200年周期出现公元800年和1200年两个间断。

1973年6月19日，我国著名气象学家竺可桢在《人民日报》上发表了《中国近五千年来气候变迁的初步研究》。这是一项震动国内外的重大学术成就。文章指出：从仰韶文化到安阳殷墟的二千年间，黄河流域的年平均温度大致比现在高2℃，一月温度约3—5℃；此后的一系列冷暖变动，幅度大致在1—2℃，每次波动的周期，历时约400年至800年；历史上的几次低温出现于公元前1000年、公元400年、1200年和1700年；在每一400年至800年的周期中，又有周期为50—100年的小循环，温度变动的幅度0.5—1℃；气候的历史波动是世界性的，但每一最冷时期，似乎都是先从东亚太平洋沿岸出现，而后波及欧洲与非洲的大西洋沿岸。

下图是竺可桢在这部著作中绘制的近5000年来中国气温变化图[2]，我们称之为“竺可桢曲线”：

据国外学术界研究，历史时期世界气候也呈周期性变化（见下表）[3]：

表2 历史时期世界气候周期性变化

需要特别说明的一点是，历史上年平均温度1～2 ℃的变化看起来并不大，但是对于中国北方，年平均气温的降低更多是体现在无霜期的缩短，这对于农作物是一种毁灭性的灾害。而且由于中国属于季风气候，气温的变化意味着降雨分布的变化，由此带来的长期干旱对农业生产的影响更是灾难性的。所以年平均温度的看似细小的变化已经对历史的命运产生了巨大影响。

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研究表明，在15-17世纪小冰期时期，强潮汐、火山活动、流感和瘟疫多次强烈爆发（马宗晋 等，1995），与太阳黑子超长极小期一一对应，多因素叠加增大了太阳辐射变化的作用（见表3）（杨冬红等，2011a，2011b，2013a，2013b，2014）。1996-2008年已进入21世纪太阳黑子超长极小期，严重低温和病毒爆发将成为大势所趋。2009年甲型流感爆发仅仅是一个最初信号。

表3 太阳黑子、火山活动、流感、瘟疫、气候变冷和潮汐的对应关系

Fig 3 Contrast among sunspot, low temperature, strongest earthquake, pandemic influenza, pestilence and tides

埃博拉病毒对紫外线更加敏感。研究表明，埃博拉病毒（EBV）在常温下较稳定，对热有中等度抵抗力，56℃不能完全灭活，60℃30分钟方能破坏其感染性；紫外线照射2分钟可使之完全灭活。对化学药品敏感，乙醚、去氧胆酸钠、β-丙内酯、福尔马林、次氯酸钠等消毒剂可以完全灭活病毒感染性；钴60照射、γ射线也可使之灭活。EBV在血液样本或病尸中可存活数周；4℃条件下存放5周其感染性保持不变，8周滴度降至一半。-70℃条件可长期保存。显然，低温和低紫外线是埃博拉病毒爆发的有利条件。

图3-4是1976年以来埃博拉病毒爆发与太阳黑子极值、拉马德雷现象的关系对比，初步结论是：

其一、在1977-1999年拉马德雷暖位相时期，埃博拉病毒经历了连续14年的最长间断期，其它时间爆发强度也不大，处于相对平稳期；

其二、在2000-2030年拉马德雷冷位相时期，埃博拉病毒爆发连续间断期不超过3年，爆发强度成倍增长，处于相对活跃期。

其三、太阳活动进入21世纪超长极小期，根据历史记录，病毒将有30-70年的集中爆发期。

图3 太阳黑子,拉马德雷冷位相和埃博拉病毒爆发的对应关系（据网上资料归纳）

图3 Contrast among sunspot, cold phase of PDO and Ebola virus (from Internet-work)

图4 1976-2014年埃博拉病毒爆发的时间分布（网上资料）

Fig 4 The time of Ebola virus occurred from 1976 to 2014 (from Internet-work)

在1977-1999年拉马德雷暖位相时期，全球气候迅速变暖；在2000-2030年拉马德雷冷位相时期，全球变暖已停止16年，极端变冷事件频繁发生。埃博拉病毒怕热喜冷的特性得到实践证明。

埃博拉病毒与太阳黑子极值关系可从图4-5明显看到：在1955-2014年太阳黑子相对数变化中，2014年太阳黑子峰值时的最低值对应2014年埃博拉病毒最强爆发；1969年太阳黑子峰值时的次低值对应1976年埃博拉病毒第三位爆发（1969年无资料）；2000年太阳黑子峰值时的第三低值对应2000年埃博拉病毒第二位爆发；而1979年太阳黑子峰值时的最高值对应1979年埃博拉病毒低位爆发，1989年太阳黑子峰值时的最高值对应1979年埃博拉病毒没有爆发，即1979年和1989年太阳黑子峰值时的最高值对应1980-1993年长达13年的埃博拉病毒爆发间歇期。

图6  1955-2014年太阳黑子相对数变化（网上资料）

Fig 6 The changes of sunspot number from 1955 to 2014 (from Internet-work)

2014年埃博拉病毒猛烈爆发，与21世纪太阳黑子超长极小期有关。太阳活动对流感爆发的影响人们早就发现。在太阳黑子超长极小期，太阳活动减弱，辐射出的紫外线也减弱，这有利于微生物和病毒的滋生和繁殖。

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参考文献

1．刘惇：《分久必合，合久必分--罗氏定律》http://yuhaiyi.blshe.com/post/8050/266126

2. 竺可桢：《中国近五千年来气候变迁的初步研究》，《竺可桢全集》第4卷（上海科技教育出版社2004年7月第一版）471页。

3. 许靖华：《太阳、气候、饥荒与民族大迁移》《中国科学(D辑)》第28卷第4期1998年8月

4. 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.

5. 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.

6. 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

7. 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.

8. 杨冬红, 杨学祥, 刘 财. 2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温. 地球物理学进展, 2006, 21(3): 1023~1027。Yang D H, Yang X X, Liu C. Global low temperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) in Indonesia. Progress in Geophysics (in Chinese), 2006, 21(3): 1023~1027。

9. 杨学祥, 陈殿友. 地球差异旋转动力学. 长春: 吉林大学出版社, 1998, 2, 99~104, 196~198

Yang X X, Chen D Y. Geodynamics of the Earth’s differential rotation and revolution (in Chinese). Changchun: Jilin University Press, 1998, 2, 99~104, 196~198

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1163275.html 

相关报道

南极出现西瓜雪 科学家:不浪漫还可能很危险(图)

2020年02月28日 00:43 央视

　　近日，在南极的乌克兰科考站附近出现了粉红色的西瓜雪现象，引发了人们的关注。该地区的雪呈现粉红色，在阳光照射下显得神秘而美丽。科学家表示这是因为雪中含有一种叫极地雪藻的微生物，它们适合在寒冷气候中生存，并在低温下保持“休眠”状态。但当温度升高时，就会开始迅速生长。因为其含有虾青素（类胡萝卜素）防止紫外线辐射，所以呈现红色。也有其他类似的藻类会呈现出黑色、棕色或者黄色。

　　不过科学家也表示，这一现象也许并不像看起来那么浪漫。因为当冰雪呈现红色的时候将会降低对阳光的反射、降低融化速度，如果大面积出现将会加剧气候变暖的情况，威胁到生态系统。

　　西瓜雪的现象并非首次出现。早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就曾经在《自然诸短篇》中记录过这一景象。但是近年来由于全球气候变暖，这一现象出现频率正在不断增加。（总台记者 刘欣 陈昱）

责任编辑：张建利

https://news.sina.com.cn/w/2020-02-28/doc-iimxyqvz6360196.shtml?cre=tianyi&mod=pchp&loc=7&r=0&rfunc=79&tj=none&tr=12