科学家首次发现神秘深海喷射流和海洋锅炉效应

                                                         杨学祥

    科学家发布报告称，他们首次发现了海下神秘的深海喷射流，这种喷射流能导致热带大西洋风向、降水以及海洋气温出现异常。

       海洋学家目前发现，在热带大西洋持续出现的气候波动，很显然是由此前不为人知的深海喷射流所导致的，这种气流（按：原文如此。此“气流”二字或系“喷射流”一语笔误。备考）会从深海3000米处向上喷射。

       德国莱布尼兹海洋科学研究中心研究人员皮特·勃兰特表示：“到目前为止，当试图解释热带气候变化的原因时，我们总是向天上看，尤其是大气层，而最新数据第一次将我们的注意力转移到了海洋深处，为我拓展了新的研究方向。”

    相关报告近日发表于权威学术杂志《自然》上。研究人员在文章中称，目前在沿赤道，横跨整个大西洋的水域下，这种喷射流正以1180英尺至2360英尺的时速流动。而它们蕴藏的动能改变着表层洋流，导致全球约每4年半一次的气候变化。

    我们在1996年指出，火山活动主要受地球内部能量间歇性释放所控制。海洋锅炉效应、海底藏冷效应、海震调温效应和强潮汐调温效应比温室效应有更显著的调温效果。自然杂志最新文章证实了这一结论。

海洋锅炉效应

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在气候问题上德国人让全世界目光产生转折

 (2011-06-02 09:36:40)转载▼

标签： 深海喷射流 赤道 大西洋 气候变化 思维方法 东方方法论 杂谈 

在气候问题上德国人让全世界目光产生转折

    昨天，读到成都商报第14版上一篇引自国外的科学新闻，我感到很有必要为大家作个介绍。

    这篇新闻，编者为突出核心内容，特别在其上方刊出两块楷体字，并分别配以“海洋以多种方式对气候产生影响”和“科学家新发现的深海喷射流”黑体小字标题，对其报道给以突出与渲染。该文，是我读到的科学报道中首次有人从“海洋与气候问题密切相关”视角指出问题，并提供了直接观察证据。在我看，这很重要。因为我们终于可以“抓住事实，避免空谈”了。为此，现全文引介该篇新闻如下——

科学家首次发现神秘深海喷射流，可导致气候异常

——海洋深处藏着气候“黑手”

    近日，科学家发布报告称，他们首次发现了海下神秘的深海喷射流，这种喷射流能导致热带大西洋风向、降水以及海洋气温出现异常。

    海洋学家目前发现，在热带大西洋持续出现的气候波动，很显然是由此前不为人知的深海喷射流所导致的，这种气流（按：原文如此。此“气流”二字或系“喷射流”一语笔误。备考）会从深海3000米处向上喷射。

    德国莱布尼兹海洋科学研究中心研究人员皮特·勃兰特表示：“到目前为止，当试图解释热带气候变化的原因时，我们总是向天上看，尤其是大气层，而最新数据第一次将我们的注意力转移到了海洋深处，为我拓展了新的研究方向。”

    相关报告近日发表于权威学术杂志《自然》上。研究人员在文章中称，目前在沿赤道，横跨整个大西洋的水域下，这种喷射流正以1180英尺至2360英尺的时速流动。而它们蕴藏的动能改变着表层洋流，导致全球约每4年半一次的气候变化。

    科学家用一种自动仪器在沿赤道的深海1000至3500米处捕捉这种神秘喷射流，持续地测量洋流、水温、含盐量以及压力。此外，科学家还用自由深海浮标以及卫星收集各种数据。“我们已经研究了热带大西洋海洋表面长时间的气温变化以及深处的水流循环，而结果显示，这两者之间是有紧密联系的。”

    不过，究竟是什么导致了这种深海喷射流，现在还不得而知。但勃兰特称，据他们推测，海洋表面每月出现的强烈波动为深海喷射流的产生创造了条件。

    他表示，在一个月内，他们还将在赤道附近进行多次数据采集。“我们希望新的数据会为我们提供更多深海动态，为气候驱策提供更多帮助。”而这种气候将主要对西非造成冲击。与西非季风相伴的降雨对农业、水资源以及密集人口的健康都有较大影响，勃兰特称。

    德国莱布尼兹海洋科学研究中心的上述考察与研究成果，是极其宝贵的。其宝贵之处在于：人类终于通过观察，发现那导致全球气候异常的本质原因“不在天上”，“尤其是（不在）大气层”，而同“海洋深处”“紧密相关”。

    真乃可喜。

    但，细读了报道之后，又复可忧。

    为何？

    原因有二：

    1，你看，前面才讲“同海洋深处紧密相关”，后面却又说“海洋表面每月出现的强烈波动为深海喷射流的产生创造了条件”。前言不搭后语，自相矛盾。这反映出西方的科学与科学家，目前仍处在“习惯于传统的‘眼睛只知盯住地球表层，从不把目光向下深入地内思考问题’的思维方法”，哪怕有新观察新资料出现了，却依然跳不出槽臼，难窥大自然奥秘的真容。这依旧是受传统思维与方法论的局限。

    2，因为是从赤道大西洋得到的观察数据，故其结论便是“这种气候将主要对西非造成冲击。与西非季风相伴的降雨对农业、水资源以及密集人口的健康都有较大影响”。“主要对西非造成冲击”？是这样吗？今日观察到的是“赤道大西洋”，昨日观察到的“厄尼诺尔”涉及“赤道印度洋”，前日观察到的“厄尼诺尔”与“拉尼娜”却又牵扯到“赤道太平洋”。怎么？要嘛不出问题，一出问题，就全是同大洋的“赤道部位海水存在性状”相关了呢？这大洋，它在全球赤道带上的海水，咋这么容易出事，而不仅仅是个“赤道大西洋”的问题呢？西方的科学家，你们对这事想过没有？

    我猜，受传统思维方式与割裂的方法论的局限，这问题，他们是不会去想的。

所以，你别看西方现在通过观察，也悟出了“问题可能出在大洋”上，出在“大洋深处”，似已摸着问题的门边。但我们丝毫也不能因此乐观。不错，门边，是沾上了，但离“登堂入室”却还远。更别说“得窥堂奥”了。问题的根子乃在他们持有的看问题的方法论。

    当然，我们也不悲观。因为毕竟西方的科学比我们先进，这一能到大洋深部几千米拿回一系列扎扎实实的观察数据，就是明证。倘若说，什么时候，西方人在实际观察与研究中感觉到了自己方法论的局限，产生了“到东方去寻求与‘整体观－大综合’方法论互补”的愿望，并有兴趣将之与他们固有的“笛卡尔思维方法”及先进观察手段自觉结合起来，我想，到那时，不管它是大西洋的、印度洋的或是太平洋的奥秘，也不管它是气候的、地震的、还是环境的种种地学疑难，它在整个人类的携手攻关下，攻城拔寨，解开奥秘，将科学从必然王国带入自由王国而真正造福全人类，那是指日可待，全不在话下的。

    总之，今天，是值得全世界记住的日子。因为从今天起，德国的科学与科学家，让全世界在气候问题上的科学目光，开始产生转折了。

    向你致敬，可敬的德国同行们！

                                        杨  槐  2011.6.2.

 http://blog.sina.com.cn/s/blog_59a0bf200100rz7w.html

挑战温室效应：海洋锅炉效应得到地史数据证实

杨学祥 杨冬红　

刊发时间：2007-12-25 20:30:09　光明网-光明观察

 　　摘要：俄罗斯科学家科特利亚科夫和莫宁院士认为，尽管近年来大气中的二氧化碳含量在持续增加，但在不远的将来人们看到的情景将是，全球气温将进入变冷期。目前全球变暖的现象其实并非完全是二氧化碳之过。科学的研究方法不仅需要相关数据的统计分析，而且 需要相关机制的能量计算。我们在1996年指出，火山活动主要受地球内部能量间歇性释放所控制。海洋锅炉效应、海底藏冷效应、海震调温效应和强潮汐调温效应比温室效应有更显著的调温效果。自然杂志最新文章证实了这一结论。

　　关键词：  冰期，海洋锅炉效应，海底藏冷效应，海震调温效应，强潮汐调温效应

一、引言

　　据2007年12月20日《自然》周刊 （vol.450 no.7173 Page: 1218）发表的论文，古新世/始新世全球变暖并非由温室气体引起。“古新世/始新世极热时期”是发生在距今大约5500万年前的一个全球气候强烈变暖的时期，它与在同位素组成上明显不同的温室气体向海洋-大气系统的大量释放有关。然而，是这一因素引起了该事件特有的全球变暖和环境变化、还是后者导致了前者？这个问题仍不清楚。Sluijs等人利用来自新泽西两个沉积层的、关于跨越古新世/始新世边界层的环境变化的高分辨率记录，为弄清这个问题提供了线索。他们发现，在这一地点，环境变化和海洋表面变暖的开始时间比温室气体的输入时间早几千年。相关事件的这一时间序列与认为海洋深层变暖引起海底气体水合物分解、将大量温室气体甲烷释放出来的观点是一致的。但早期变暖的原因仍然不确定[1]。

　　我们在1996年指出，火山活动主要受地球内部能量间歇性释放所控制。对作差异旋转的内核而言，银河年周期改变太阳辐射量和太阳系速度，影响核幔角动量交换和壳幔能量交换，造成热幔柱喷发和强烈岩浆活动，控制了核幔边界到地表的能量交换过程。地球减速运动将释放出巨大能量。这是天文周期与火山活动一一对应的原因。文章先后发表在《地球物理学进展》、《世界地质》、《地壳形变与地震》、《地质论评》、《西北地震学报》、《地学前缘》等刊物和《地球差异旋转动力学》专著上[2-8]。

　　分别在俄罗斯科学院地理学研究所和海洋学研究所工作的科特利亚科夫和莫宁院士认为，尽管近年来大气中的二氧化碳含量在持续增加，但在不远的将来人们看到的情景将是，全球气温将进入变冷期。目前全球变暖的现象其实并非二氧化碳之过。全球气候变暖的现象在地球上已经重复多次了，全球变暖不是人们通常认为的是由大气中二氧化碳含量增加导致的。俄“东方”科学站的研究表明，在最近10万年的时间内，全球气候温度的提高总是发生在二氧化碳含量增加之前，而不是相反。当大气温度开始下降时，二氧化碳的含量还会持续增长2千年到3千年。科研人员在分析了5000年、2万年、10万年间大气变化的数据后发现，每一次全球变暖时，大气温度和二氧化碳的表现都是一样的：首先大气温度开始升高，而二氧化碳含量的增加则要落后几千年。但大气中二氧化碳含量增加的速度要比大气温度升高的速度快，一段时间后二氧化碳含量增加的速度就会超过温度提高的速度。当温度开始下降时，二氧化碳的增长还将持续一段时间。二氧化碳的含量开始下降时，其下降的速度也会超过大气温度下降的速度。这样的状态一直保持到冻结阶段[9]。

　　显然，除了温室效应，自然还有其它使大气增温的途径。值得注意的是，提出二氧化碳温室效应的作者之一，季林（Keeling)，后来在2000年又提出了强潮汐调温效应。这一最新观点并未得到广泛的传播。

http://guancha.gmw.cn/content/2007-12/25/content_715516.htm

挑战温室效应：海洋锅炉效应得到地史数据证实

杨学祥 杨冬红　刊发时间：2007-12-25 20:30:09　光明网-光明观察 

二、海洋与大气的能量交换

　　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。

　　3年前杰拉尔德. 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[10，11]。

　　根据季林的强潮汐调温理论，3100年地球气候将进入与1425年相同的小冰期气候。与中国科学家、俄国科学家的观点基本相同[9，12-14]。

　　从15至17世纪的200余年内，世界上强震很多，其它自然灾害也很集中，这也正是蒙德极小值期。与之对应的中国华北第六地震活动期，延续了200多年，其间发生了4次8级地震，7次7级地震，其后的平静期延续了85年，未发生任何大于6级的地震[15]。这个时期太阳活动处于极小值，人们往往把它当作小冰期气候产生的原因。实际上，单凭太阳辐射能量变化不足以解释气候的巨大波动。Eddy等人估计，气候响应与正常发生的变化相比是很小的——太阳常数的变化至多使地球表面的温度受到零点几度的扰动，问题的关键是能够激发低层大气发生变化的机制。

　　2002年郭增建提出的海震调温假说：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深海地震。巨震指赤道两侧各40o范围内的8.5级和大于8.5级的深海地震[16，17]。这个机制放大了太阳活动低值的降温效果。郭增建认为，20世纪初和60-70年代的低温期与1906年哥伦比亚和1960年智利的地震海啸密切相关。2004年12月26日印尼地震海啸提供了新证据。地球气候将进入30年的变冷时期。

　　由于强潮汐可以激发地震火山活动[18]，所以，在小冰期时期，强潮汐、地震集中就可以得到合理的解释。在1946-1978拉马德雷冷位相时期，8.5级以上地震发生了7次，全球气候进入20世纪60-70年代的变冷时期；在1977-1999拉马德雷暖位相时期，8.5级以上地震发生了0次，全球气候在80年代迅速变暖。强潮汐具有准60年变化周期。

三、海洋的能量积累

　　海底温度测量表明，海底冷水层的温度为摄氏2度，表层海水水温为27.5度左右，温差为25.5度，为强潮汐调温效应和海震调温效应提供必要的条件。历史资料显示，在全球温暖的白垩纪，海洋底层温度为15度，表层温度为21度，温差为6度。这是强潮汐调温效果在白垩纪显著降低的原因。而在第四纪冰期到来之前，海洋底层水温度逐渐降低到0度，增大的温差为强潮汐和海洋巨震的调温作用准备了条件。超低海底冷水被强潮汐和海洋巨震翻到海洋表面，使大气迅速变冷，导致冰期的到来[2-8，19]。

　　赤道热两极冷是太阳能量纬度不均匀分布造成的。由于大气热容量低，大气热对流不能改变这一基本规律。海水则不同，其热容量大，热对流的传热效果十分显著。计算表明，每立方米的水和空气温度降低一度所释放的能量分别为4180000焦尔和1290焦尔，前者是后者的3240倍。这个巨大差别可从海洋性气候和大陆性气候的比较中看到。瓦伦西亚岛和赤塔同在北纬52度附近，前者位于爱尔兰的大西洋岸，属于海洋性气候，后者位于亚洲大陆内部，属于大陆性气候。虽然纬度相近，但温差在一年内的分布相差悬殊。一年内最冷和最热月份温度的差值，在瓦伦西亚只有7.9度，在赤塔则为46.1度，大于前者5.5倍之多。前者年均温度为摄氏10.3度，后者为零下3度，差值为13.3度。这说明海洋的内能多于大陆，海洋是大气热量的重要供应者。

　　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，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。由于太阳辐射不能进入这个领域，“冷”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”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”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，并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环，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，消除了海洋藏冷效应的“冷源”，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]。

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挑战温室效应：海洋锅炉效应得到地史数据证实

杨学祥 杨冬红　刊发时间：2007-12-25 20:30:09　光明网-光明观察 

四、海洋作用与温室效应的关系

　　海洋不仅是能量的蓄存器，而且是二氧化碳的蓄存器——海洋变冷导致二氧化碳由大气融入海洋；海洋变热导致二氧化碳有海洋释放到大气。弱潮汐导致表面海洋变热——大气变热、海洋中二氧化碳逸出——二氧化

碳温室效应导致变暖加强——强潮汐导致表面海水变冷——大气降温、二氧化碳逐渐融入海洋——强潮汐导致强震海啸——大气、海洋进一步变冷——二氧化碳被海洋大量吸收——温室效应减弱、气候再次变冷。这一循环可以解释俄国科学家发现的二氧化碳变化规律。

　　起源于海底火山和热液喷发而导致的海洋整体热循环是全球变暖的重要过程，它导致海洋增温和大量二氧化碳气体由岩石圈和海洋排向大气，使全球变暖，我们称之为“海洋锅炉效应”；全球变暖导致两极冰盖融化和赤道海平面上升200m，赤道海洋地壳均衡下降66m，赤道洋壳周长收缩近400m，封闭了地下流体通道，减少CO2排放，温暖期的大量降水也减少大气的CO2含量，酸雨将碳元素化合在石灰岩中，大气中CO2减少和地球内能释放中断，导致全球变冷和两极冰盖扩展，变冷的海水吸收更多的二氧化碳，导致温室效应进一步减弱。这就是冰期与间冰期交替发生的自组织过程。人类活动加速全球变暖，加快海平面上升，因而也就关闭了地下二氧化碳排放的开关，加快冰期的到来。

五、结论

　　海洋具有长期积累冷能和热能的地球物理机制，因此在全球气候变化中具有不可替代的作用。全球变暖不仅与温室气体的增加对应，而且与海洋底部温度的增加准确对应。深而冷的底层海水对调节全球气候起至关重要的作用。两极冰盖压裂椭球地壳，就像我们踩扁一个桔子使其破裂，打开了地下CO2排放开关；反之，冰盖融化导致的海平面上升，压迫海洋地壳下降，关闭了地下二氧化碳排放的开关。温室效应与海洋锅炉效应密切相关[20，21]。

　　海洋底层海水的温度是全球气候变化的晴雨表，仅当海洋底层水的温度由目前的摄氏2度上升到类似中白垩纪的摄氏12-17度，类似白垩纪的全球变暖才会发生。

参考文献

1.       《自然》拔萃选（2007年12月20日）古新世/始新世全球变暖并非由温室气体引起等四则。2007年12月21日(气象港*20071221*wz416*朝霞*自《自然》周刊 vol.450 no.7173)。http://qxg.com.cn/n/?fc=nd&cid=6&nid=16478

2.       杨学祥, 张中信, 陈殿友, 陈震, 宋秀环, 解宏. 地核能量的积累与释放. 地壳形变与地震.  1996,16(4):85-92.

3.       杨学祥, 陈殿友. 地核的动力作用.  地球物理学进展.  1996,11(1):68-74.

4.       杨学祥, 张玺云. 热幔柱的启动动力.  世界地质. 1996,15(2):68-74.

5.       杨学祥, 陈殿友. 地球固体内核快速自转的理论证明和实测证实.  西北地震学报. 1996,18(4):82.

6.       杨学祥, 陈震, 刘淑琴, 宋秀环, 陈殿友. 地球内核快速旋转的发现与全球变化的轨道效应.  地学前缘.  1997,  4(1):187-193.

7.       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。104，155，196-198

8.       杨学祥，陈殿友。火山活动与天文周期。地质论评。1999，45（增刊）：33~42

9.       董映璧。俄罗斯科学家：全球变暖并非二氧化碳增多之过。  http://www.stdaily.com/gb/stdaily/2004-07/17/content_275667.htm

10.   Fred Pearce, Tidal warming: is the moon turning up the Earth’s thermostat?  New Scientist, 2000, April, First. Vol.166, No.2232: Page 12 (Source: Proceedings of the National Academy of Sciences, 21. March. 2000)

11.   Charles D. Keeling and Timothy P. Whorf. The 1800-year oceanic tidal cycle: A possible cause of rapid climate change. PNAS, 2000, 97(8): 3814-3819

12.   许靖华。太阳、气候、饥荒与民族大迁移。中国科学。D缉。1998，28（4）：366~384

13.   汪品先，翦知湣。寻求高分辨率的古环境记录。第四纪研究。1999，（1）：1~17

14.   张振克，王苏民，吴瑞金。小冰期气候变化的影响因素及其对未来气候的启示。自然杂志。2000，22（3）：173~176

15.   马宗晋, 杜品仁. 1995, 现今地壳运动问题[M]. 北京:地质出版社, 10, 99-102.

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20.   杨学祥，杨冬红。谁控制了冰期与间冰期中的冷热转换和温室效应。2004-12-9光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=2564

21.   杨学祥，杨冬红。海洋能量的积累与释放：气候突变的能量源泉。2005-5-19光明网论文发表交流中心。http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=4054

http://guancha.gmw.cn/content/2007-12/25/content_715516_3.htm