全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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太阳黑子、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

已有 4400 次阅读 2012-10-10 20:32 |个人分类:科技点评|系统分类:论文交流| 太阳黑子, 火山喷发, 低温, 潮汐

              太阳黑子、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

                            杨学祥,杨冬红

 

2000年张振克等人总结了前人的研究成果,明确指出,小冰期对应强火山活动,小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后,较小的气溶胶可在数月内传播到全球,并可在平流层内持续漂浮1-3年,使太阳直接辐射减弱,造成大气降温。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-535392.html

1517世纪的200余年内,世界上强震很多,其它自然灾害(如瘟疫流行)也很集中,这正是蒙德极小值期。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48级地震,77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。

2009年国外一项研究报告称,1275年到1300年之间,热带地区经历过四次大规模火山喷发,喷发出来的大量硫酸盐颗粒进入大气层上空反射了太阳辐射,使地球气温降低;1430年到1450年,也发生了一轮大规模火山喷发。5次火山喷发对应13-14世纪气候变冷时期和15-17世纪小冰期时期。

最近的研究表明,气候变冷周期与火山喷发周期以及潮汐变化周期相一致。太阳黑子延长极小期、火山喷发高潮期、强潮汐与低温期有很好的对应关系(见表1)。

 

1  太阳黑子、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系(最近更新)

太阳黑子极小期

时间

潮汐极大年时间

火山喷发时间

全球气温

欧特极小期

1040-1080

1062

??

低温

沃尔夫极小期

1280-1350

1264

1275-1300

低温

史玻勒极小期

1450-1550

1425

1430-1450

小冰期

蒙德极小期

1645-1715

1629

??

小冰期

道尔顿极小期

1790-1820

1770

1812 1814 1815

小冰期

21世纪极小期

2007-??

1974

??

低温?

注:数据来自文献[1-4]

 

1816年,全球性的低温袭击了从欧洲、美洲甚至中国,据保守估计1816年北半球平均气温下降了0.4-0.7℃。在西方,这一年被称为“无夏之年”,在民间的记忆里被称为“冻死人的1816年”。嘉庆年间的云南饥荒与西方所说的“无夏之年”有共同的气候背景。

1816年的夏季低温令自然生态崩溃,但是极端气候的原因何在?一般认为这一年的太阳磁场活动非常不活跃,用科学术语说就是处于道尔顿极小期。这段磁场不活跃期从1795年一直持续到1820年。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。

  所谓的蒙德极小期是指1645年到1715年太阳黑子显著减少的这一段时期。这一结论是英国天文学家蒙德发现并提出的。在蒙德最小期时,欧洲的天气比平常冷得多,伦敦人可以在冬天结冰的泰晤士河上举办各种活动。

  蒙德极小期夹在更加寒冷的时期--小冰期的中间,1450年到1850年这段时间被称为小冰期。在这段时期内,欧洲许多地区的冰川都有所扩大,温暖的夏天消失了,河流、港口和运河都冻结了。第二个因素是在道尔顿极小期期间,太阳偏离了它在太阳系中的位置,这种情况每178-180年就出现一次。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。

  181545日,沉睡了五千年的印尼松巴哇岛坦博拉火山岩浆喷薄而出,气势汹汹。五天之后,也就是18154107时左右,坦博拉火山岩再次爆发,随后断断续续持续百余天。这是坦博拉火山近两个世纪以来最大规模的一次喷发,也是有史以来、有文字记载的伤亡程度最为惨重的一次火山灾难,遇难人数总计11.7万。

  当烟雾消散以后,坦博拉火山已“喷掉了山顶”,其高度从4100米锐减到2850米。坦博拉火山爆发的剧烈程度相当于1883年喀拉喀托火山爆发的十倍,喷出的火山灰在地球大气圈中形成一个层面,它“一手遮天”,将太阳释放给整个地球的光和热给挡在了外面,导致低温天气。

  因为火山灰在大气层中需要时间流动,所以并没有立刻影响附近地区的气候,直到1816年影响才显现出来。在此之前还有两次火山爆发,分别发生在1812年的加勒比海地区和1814年的菲律宾,在大气层中早已存在的火山灰因为坦博拉火山的喷发更加严重。

当时欧美的日记和报纸详尽记录了1816年的天气,比如天空中不寻常的颜色,巨大的太阳黑子和其他怪异现象。这些资料从侧面证实了今天的自然史学家的研究:太阳磁场的改变,巨大的火山喷发和太阳黑子活动造成了北半球的饥荒、干旱和毁灭性的雨雪天气。

http://news.workercn.cn/rollnews/c2/2011/0326/2117587043.shtml

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-434868.html

这段历史事实为表1 增加了新的证据。

2011年美国科研人员预测,太阳将进入不寻常且时间较长的“超级安静模式”,大约从2020年开始,太阳黑子活动或许会消失几年甚至几十年。这些科研人员在美国天文学会太阳物理学分会年会上发表3份研究报告说,人们熟悉的太阳黑子活动或许将进入“冬眠”,这种情况自17世纪以来从未出现。

目前处于200年气候周期的变冷初期(见表1),根据潮汐变化强度,此次变冷规模要小于道尔顿极小期,我们必须做好准备。

 

参考文献

 

1.    Rosanne D'A, Rob W, Alexander T. The impact of volcanic forcing on tropical temperatures during the past four centuries. Nature Geoscience, 2009, 2: 51-56.

2.    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。2000223):173~176

3.    杨学祥. 对冰期和小冰期气候变化因素的探讨. 自然杂志. 2000, 226):358~362

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。2011544):926-934.

5.    Richard A. Kerr. End of the Sunspot Cycle? 2011-6-14, Follow ScienceNOW on Facebook and Twitter. http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/06/end-of-the-sunspot-cycle.html

 



http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-621207.html

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3 钟炳 sz1961sy sunxiaofei

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