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连续18年暖冬的错误解读:科学与实践
杨学祥
近一时期中国北方频遭严寒袭击,2012年-2013年冬季并不温暖,相关部门可能重蹈2005年和2009年暖冬预测失败的覆辙。为什么有人对暖冬预测乐此不疲,根源在其对全球变暖的认识存在误区。
1、暖冬和冷冬的标准
气象专家划分冬季冷暖这一现象,要将12月、次年1月和2月每个月的平均气温与常年同期相比较得出。一般按照3级和5级来划分,3级划分包括冷、暖和正常,如果比常年同期值(一般取近30年平均值)高出0.5℃以上就是暖冬;5级划分则分为暖、偏暖、正常、偏冷和冷,其中高出0.5℃称为偏暖,高出2℃才称为暖。
根据世界气象组织(WMO)的规定,自2002年开始,我国启用1971年至2000年30年的平均气温-4.2℃作为气候平均值。刚刚过去的2004-2005年冬季全国平均气温恰好是-4.2℃,所以气象部门给出的结论是:全国区域平均气温接近常年同期,季内气温起伏变化大,并出现阶段性严寒天气。
我国自1987年至2004年连续18年冬季平均气温高于气候平均值,也就是说连续18年出现“暖冬”[1]。
从1985年开始江城武汉连续出现暖冬,人们多年都没有看见冰天雪地的情景了。不过,近几年冬天,气温却逐年下降。记录显示,2001年1月26日,江城曾出现过-4.2℃的低温,为近10年来最冷的一天。同时,据武汉中心气象台资料显示,从12月1日至今,江城日最高气温平均值比近30年同期下降了2.9℃。这些是否意味着暖冬即将结束?气象专家认为,目前尚没有迹象表明暖冬结束。武汉冬季冷暖变化一直较平稳,尽管近年冬天变冷了,但今冬成为第19个暖冬的可能性仍很大[2]。
從1986年冬天開始,石城南京已持續迎送18個暖冬。如果某年12月至次年2月的平均氣溫比近30年同期的平均氣溫高出1℃以上,這個冬季便被稱為氣象意義上的“暖冬”。1987年的春天,江蘇省氣象部門宣布,南京剛過去的那個冬天是暖冬。誰知,此話一講就是18年。截至去年冬天,南京已經連續經歷18年暖冬了。南京將從此告別寒冬嗎[3]?
南京有气象记录以来冬季的最低气温历史极值是-14℃(1955年1月6日),但1991年以来从未出现过低于-8℃的纪录,去年南京冬季平均气温高达5.5℃,比历史平均值高出2℃,被气象专家定性为异常暖冬气候。其中2004年的2月的日平均气温高达8.5℃,高出历史平均值4.6℃,打破了百年历史的极值纪录。按照1951年-2003年的江苏冬季气温平均值2.9℃未标准,1986年以来我省已连续18年经历暖冬[3]。
从总体趋势来看,无论中国还是全球范围,冬季都趋向于变暖。我国自1987年至2004年连续18年冬季平均气温高于气候平均值,也就是说连续18年出现“暖冬”。美国农业协会主席麦克·韦伯斯特对记者说:“印第安纳州以往在11月末就进入寒冷的冬季,直到第二年2、3月份才转暖。但近几年冬季明显缩短。据农业气象组织预测,2005年的春季将提前1周。”
为什么“暖冬”越来越多呢?一种观点认为,这主要由气候自身的变化周期导致。近100年来,虽然受到人类活动的影响,大气层二氧化碳增加,但温度并不是直线上升的,而是有一个冷暖交替的周期性变化。上个世纪20年代以前是冷周期,上个世纪80年代到现在应该说是一个暖周期。另外一种观点认为,人类对环境的污染和破坏导致气候变暖[4]。
2、暖冬连续发生的错误解读
新华网北京2004年3月22日,记者姚润丰一《我国连续经历18个暖冬 气候变暖向人类敲响警钟》为题,解读暖冬连续发生的原因。
刚刚过去的这个冬季是我国连续经历的第18个暖冬。全国平均气温较常年同期偏高0.9摄氏度,列1951年以来的第5位。而近百年我国气候持续变暖,气温上升了0.5摄氏度,以冬季和西北、华北、东北最为明显,华北地区自20世纪50年代以后出现了明显的暖干化趋势。
全球气候也正经历以变暖为主要特征的变化。1860年有气象仪器观测记录以来,全球平均温度升高了0.6摄氏度。最暖的13个年份均出现在1983年以后。20世纪北半球温度的增幅是过去1000年中最高的。有些地区极端天气气候事件(厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等)的出现频率与强度增加。
联合国环境计划署的一份报告估计,2003年因气候变化所导致的各种自然灾害使全世界至少损失600亿美元,比2002年的550亿增加了10%。专家警告说,像去年出现在欧洲的酷热夏天,到本世纪中可能会成为正常现象。2003年的欧洲热浪估计导致2万人死亡,仅农业上的损失就达100亿美元以上。
不容乐观的是,全球气候还将持续变暖。政府间气候变化专门委员会已经作出结论,全球气候增暖的速率将比过去100年还要快,未来100年全球平均气温可能上升1.4至5.8摄氏度,人类将完全进入一个变暖的世界。这将对全球产生重大影响,有些影响甚至是不可逆转的、破坏性的,特别是那些对气候变化敏感和脆弱的地区。
全球气候变暖是由自然的气候波动和人类活动共同引起的。专家们表示,最近50年的气候变化,很可能主要是人类活动造成的。世界工业革命后的200年间,地球上人口剧增科学技术发展和生产规模的迅速扩大,人类对环境的破坏和对气候的影响越来越大,地球表面及大气的自然状态受到破坏。由于砍伐森林和燃烧矿物燃料,大气中的二氧化碳浓度迅速增加,造成温室效应加剧,直接或间接改变了气候系统的状况[5]。
3、冷冬再现证实拉马德雷周期
2005年2月28日,武汉中心气象台称,武汉今冬气温比常年值低0.4摄氏度,接近“冷冬”,打破了连续18年的暖冬局面[6]。
2005年3月 7日,据青岛市气象台发布的最新消息,2004年冬季(2004年12月~2005年2月),本市平均气温为—0.2℃,比去年同期偏低1.4℃,是自1986年以来最冷的一个冬季。其中,2月份成为本市32年来最冷的一个2月。今年2月青岛32年来最冷,连续18年的暖冬被"拉下马"[7]。
自1986-1987年冬天(气象学上的冬天是指头年12月至次年2月)起至2003-2004年冬天,江城武汉已连续出现了18个暖冬。但2004-2005年冬天,湖北省平均气温较常年略微偏冷,持续了18年的暖冬由此中断[8]。
评估报告显示,今冬中国十个省(市、区)的气温较常年冬季偏高,十八个省(市、区)则相对偏低。其中,青藏高原大部及黑龙江北部、四川西部、云南北部、海南等地气温较常年同期偏高一到二度。而在江南西部、黄淮西部、东北的中南部及贵州东部、广西北部等地,气温普遍偏低一到二度。广州从一九八七年起,就开始了暖冬天气,今年已是连续第十八个年头了。中国连续十八年的“暖冬”现象宣告中断[9]。
1947-1976年为PDO冷位相时期(历时29年),长江中下游冬季最大连续冰冻天数历年变化的高峰值从1955年到1984年(历时也29年)后延了8年;1977-1999年为PDO暖位相时期(历时22年),长江中下游冬季最大连续冰冻天数超过4天1985-2007年期间(历时也22年)一次也没有发生。长江中下游冬季最大连续冰冻天数历年变化的高峰值相对PDO冷位相滞后8年,时间间隔的对应性非常准确。2000-2030年为PDO冷位相时期,长江中下游冬季最大连续冰冻天数历年变化的高峰值从2008年开始,开始时间后延了8年,依照规律,结束时间也应后延8年。这对预测今后低温冻灾有借鉴意义:未来30年中国低温冻灾可能频发[10]。
我们认为,导致气候变冷的原因有两个:其一,历史记录表明,在“拉马德雷”的“冷位相”时期,厄尔尼诺年易发生低温冷害。2000年“拉马德雷”已经进入“冷位相”,这意味着一个新的变冷时期正在开始。1957、1969、1972和1976年发生的严重低温冷害恰好在1947年至1976年“拉马德雷” 的“冷位相”。其二, 2004年12月26日印尼发生了地震海啸。这次地震是20世纪以来第二大强震,仅次于1960年的智利大地震。智利大地震后,全球进入60-70年代的低温期,期间共发生7次大于8.5级地震。
郭增建的“深海巨震降温说”是一种合理的解释:海洋及其周边地区的巨震产生海啸,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海震。巨震指赤道两侧各40o范围内的8.5级和大于8.5级的海震[3]。根据郭增建的理论,2005年全球气温将因为印尼地震海啸而降低[11, 12]。
1889年以来,全球大于等于8.5级的地震共24次。在1889-1924年PDO“冷位相”发生6(1900年以来国外数据:2)次,在1925-1945年PDO“暖位相”发生1(1)次,在1946-1977年PDO“冷位相”及其边界发生11(7)次,在1978-2003年PDO“暖位相”发生0次,在2004-2012年PDO“冷位相”已发生6次。规律表明,PDO冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了PDO冷位相时期,2000-2030年是全球强震爆发时期和低温期。郭增建的“深海巨震降温说”是PDO冷位相与低温冻害对应的物理原因。
强震与全球气候变化关系的地球物理解释是:全球变暖导致的海平面上升,破坏了地壳的重力均衡,引起加载的海洋地壳均衡下沉,由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面,从而将会引发全球变冷。这就是大自然的自调节作用[10]。
4、2005年和2009年两次暖冬预测均告失败
2005年3月3日,引人注目暖冬之争终于结束了,中国气象局宣布了刚刚过去的冬天全国的气温状况——比上个冬天低了0.9度,全国气温接近常年。全国气温较常年冬季偏高的省(市、区)有10个,偏低的省份达18个。
虽然直到2月中旬,关于冷暖的问题,还在不停的争吵,但是2月底,上海率先宣布《上海终结持续16年暖冬天气 频繁雨雪致气温偏低》,接着江西跟进宣布《暖冬之说打破 气象专家称"这个冬天很正常" 》, 江西省整个冬季气温偏低,与历史资料相比,全省偏低0.5℃到1.2℃左右。到了三月,宣布并非暖冬的省份越来越多,《二月北京天冷,“暖冬”被拉下马》、《辽宁今冬属“冷冬” 平均气温偏低0.7℃》、《频繁寒流终结华东“暖冬”》、山东省《连续18年的暖冬终结》、江苏《我省频遭寒流侵袭 终结18年“暖冬”》和武汉的《这个冬天平均气温不足5℃18年暖冬画句号》[11, 12]。
2005年3月1日,辽宁省气象部门召开新闻发布会,通报了2004年辽宁省气候资源评估及冬季气温状况分析的有关情况,其中,2004年12月至今年2月全省平均气温为-8.3℃,比常年同期偏低0.7℃,确凿的数据表明--刚刚过去这个冬天是个不折不扣的严冬,而非入冬前大家所说的“暖冬”[12]。
2009年6月爆发了中等强度的厄尔尼诺事件,一些气候专家根据近30年的经验和全球变暖的趋势,预测2009-2010年为暖冬。令人震惊的是,2009年11月至2010年3月低温暴雪频发袭击北半球的美洲、欧洲和亚洲,冷冬重新回归中国北方地区。气候变化的错误估计将导致巨大的经济损失,我们必须重新审视气候变化的规律,调整气候持续变暖的心态,客观预估气候变化带来的影响。
2009年暖冬预测失败让气象预报工作备受责难。2009年底,中国气象网上刚刚公布说今年是厄尔尼诺年,又是一个暖冬,紧接着华北就来了强暴风雪的寒冬。
我们在2009年10月14日提出了2009年发生冷冬的四大原因:
一、2009年太阳黑子低值将迎来一个“冷冬”。
二、2009年发生的8级地震和海啸可能导致冷冬。
三、拉马德雷冷位相时期的厄尔尼诺年和拉尼娜年易发生冷冬。
四、2009年12月至2010年2月为强潮汐时期可能导致冷冬[13]。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-299814.html
5. 2012年暖冬预测遭遇尴尬
2012年08月11日青岛晚报报道,中国气象局局长郑国光表示,我国已进入厄尔尼诺状态,冬季可能会出现暖冬现象,明年南方地区或许还会有洪涝灾害(1998年时即受此影响)。市气象局专家称,厄尔尼诺现象出现的年份青岛气候出现了一些波动。它的卷土重来在一定程度上加剧了暖冬的形成,今年冬天我市或许就是个“暖冬”[14]。
我在2012年8月11日指出,2012-2013年冬季发生冷冬的四大原因:
一、2013年年太阳黑子高值可能减弱“冷冬”的强度。
二、2010-2012年连续发生的3次8.5级以上地震地震和海啸可能导致冷冬。
三、拉马德雷冷位相时期的厄尔尼诺年和拉尼娜年易发生冷冬。
四、2012年10月至2013年1月为强潮汐时期可能导致冷冬。
相关部门应该汲取2009年厄尔尼诺发生后预测暖冬的历史教训,认真听取不同学术观点,避免预测失误带来的巨大经济损失[13]。
今年入冬以来,连续降雪导致内蒙古多地降雪量达历史极值,部分地区已出现区域性重度白灾。气象部门预计,随着后期降温、降雪天气的增加,局部地区的灾情将继续并有加重的可能。气象资料显示,11月以来,内蒙古多次出现降雪天气,其中,中东部地区降雪异常偏多,大部分地区降雪量达历史极值。连续出现的降雪和低温天气,导致内蒙古中东部地区发生不同程度的雪灾。目前,内蒙古大部分地区被积雪覆盖,形成雪灾的面积为56.38万平方公里,占全区总面积的49.33%。其中,赤峰市巴林右旗、阿鲁科尔沁旗,锡林郭勒盟正镶白旗、正蓝旗,乌兰察布市四子王旗等地,积雪最深达28厘米、积雪时间超过21天、牧草掩埋程度超过90%,形成了区域性重度白灾[15]。
6。 结论
实践是检验真理的标准。连续18年暖冬发生在拉马德雷暖位相时期(有4-5年的滞后期),而冷冬集中发生在拉马德雷冷位相时期,今后20年是冷冬和低温冻害频发时期。气候波动是自然规律,用人为温室效应无法解释气候的波动特征。
参考文献
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3. 黃勇. 南京將從此告別寒冬嗎?《江南時報》 (2004年12月20日 第十八版) http://www.people.com.cn/BIG5/paper447/13663/1222443.html
4. 钟玉华,王悦。“暖冬”为何这么冷。《环球时报》 (2005年01月05日 第二十四版)。http://www.people.com.cn/GB/huanbao/35525/3103690.html
5. 姚润丰。我国连续经历18个暖冬 气候变暖向人类敲响警钟。人民网>>科技>>动态2004年03月23日13:22 来源:新华网。http://www.people.com.cn/GB/keji/1056/2405667.html
6.武汉打破连续18年暖冬局面。《问天网》2005-3-2 http://www.envir.gov.cn/info/2005/3/32631.htm
7. 任金梅. 今年2月青岛32年来最冷 连续18年的暖冬被"拉下马". 2005-03-08 07:35 来源: 半岛都市报. http://news.bandao.cn/newsdetail.asp?id=92320
8. 朱媛媛. 持续了18年的暖冬继续中断 这个冬天气温回归正常. 2006年03月07日11:27 荆楚网-楚天金报. http://news.qq.com/a/20060307/001172.htm
9. 陈建,杨绮薇。南粤连续18年遇“暖冬”现象。中国网 | 时间:2005 年03 月08 日http://www.china.com.cn/chinese/huanjing/804949.htm
10. 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.
11. 杨学祥,杨冬红,安刚,沈柏竹。连续18年“暖冬”终结的原因。吉林大学学报(地球科学版),2005,35(地球探测科学与技术论文集):137-140
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13. 杨学祥. 2009年暖冬预测失败的教训:厄尔尼诺带来暖冬还是冷冬? 2012-8-11 15:03 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-601213.html
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15. 刘懿德,王薇薇。内蒙古多地出现区域性重度雪灾 灾区或将加重。2012年12月05日19:25 新华网。http://news.sina.com.cn/c/2012-12-05/192525739213.shtml
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