云南连年大旱：关注汤懋苍的地热涡理论

     杨学祥，杨冬红

对于云南连年大旱，最近有报道称“气候是主因 人为因素也有影响”。 气候与气候变化评估室主任张成杰在接受采访时表示，从去年10月以来，云南降水量持续偏少，气温偏高，导致气象干旱的持续发展。

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大多数人们忽略了地下热能对气候和大气降水的影响。

汤懋苍的地热涡理论

著名气象学家汤懋苍的地热涡理论曾受到国际气象界的关注，在富集地热的地区，有地下水源则含水热气生成巨量云层，降雨充沛，如雅鲁藏布江大峡谷的墨脱地区；缺水则干燥热气蒸腾，烘烤尽土壤水分，造成赤地千里，其前提条件是长期无降水，所形成的干旱称为构造干旱。

无降水的干旱为地表缺水的表层干旱，称为气象干旱，一旦有了降水就会得到缓解。而构造干旱是地下缺水的深度干旱，即使有少量降水也无法缓解。构造干旱的特点是面积大，范围广，时间长，与地热带、构造带和地震带分布和地震周期有关。

能产生降水再循环的不仅有陆地植物的蒸发作用，还有热点和构造活动的释热释气作用。雅鲁藏布江“大峡弯”是地球强构造活动的热点，也是全球降水量最多，热带森林纬度最高的气候变化启动区。热点和构造活动对气候的影响有两个方面，其一是增大温度梯度加强大气对流，其二是把地下水和地幔水带到大气参加降水循环，对比马宗晋等给出的20世纪中国大陆及邻区五个地震活动幕的时空分布和高庆华等给出的20世纪中国七大江河流域严重洪涝灾害发生年份，可以明显看到地震活动与特大洪涝灾害之间的对应关系。对比全球地震带，沙漠带，构造活动带和水系分布图可以发现，沙漠区主要分布在无地震，少水系、构造相对稳定的地台和地盾，如撒哈拉大沙漠、阿拉伯半岛和澳大利亚西部。

由此可见，热点和构造活动的释热释气是降水再循环不可忽视的一个环节。地热不仅能造成干旱，而且能造成洪涝。沙漠区主要分布在无地震，少水系、构造相对稳定的地台和地盾，表明地热在降水过程中的不可替代作用。旱震理论讨论的干旱与地震关系，指的是构造干旱与地震的关系，其认定和发展对预测干旱和预测地震均有重要的实践意义。

1996年以来的云南7级以上地震空区

　　月亮赤纬角变化周期为18.6年。统计数据表明，云南在月亮赤纬角极值时易发生7级地震，如，月亮赤纬角最大值年的1913、1950、1970、1988年和月亮赤纬角最小值年的1941、1995、1996年都发生了7级地震，已出现4个活跃周期。2005-2007年月亮赤纬角最大值只发生了6级地震，出现了长达17年的7级地震空区，云南地下还有大量能量未被释放。

　　从月亮赤纬角最大值变为最小值需要9.3年，从月亮赤纬角最大值变为最大值需要18.6年。在1987 年月亮赤纬角最大值开始的云南第4活跃期中，1988年（亮赤纬角最大值）发生了澜沧7.6级地震、1995年（亮赤纬角最小值）发生了孟连县西中缅交界处7.3级地震和1996年（亮赤纬角最小值）丽江县发生7.0级地震，历时9年左右。

在2006-2007年月亮赤纬角最大值开始的云南第5活跃期中，2007年普洱6.4级地震，2008年盈江5.0和5.0级两次地震，至今地震仍十分活跃。按云南第四活跃期规律，云南第五活跃期强震将持续到2014-2016年月亮赤纬角的最小值年，并在2014-2016年达到高潮，历时9年左右[6，7]。

表2  20世纪以来白赤交角、太阳黑子与云南强震

（据胡辉等，2003，杨冬红等修改，2008）

注：观测确定2008年末为太阳黑子谷年，2013年预测为太阳黑子峰年。

最近，我们通过计算得出，潮汐也有2.2、11、18.6和22年周期变化。潮汐可以使偏离地球质心的内核在液核中产生潮汐波动，潮汐周期与太阳周期的共振效应对解释大气、地磁、地震、海温的11和22年周期变化更有说服力。这不仅能解释厄尔尼诺事件11年和22年周期变化，而且能解释地震和大气的11年、18.6年和22年周期变化是受太阳活动和强潮汐的共同驱动和激发。

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潮汐调制降水说

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所蓝永超研究员根据代表黄河上游流域径流动态变化的唐乃亥水文站1920年至2004年的径流系列统计资料，以及此间数十个气象站四十余年的降水观测数据得出结论，从上世纪二十年代初到九十年代，黄河大体上经历了五个枯水期和四个丰水期。每个丰、枯水期段持续的时间长短不一，枯水期持续时间为四至十五年，平均为九年；丰水段持续时间为七至十四年，平均为九点二五年。黄河上游每个丰、枯水周期平均持续时间基本相同，一个完整的丰枯循环周期大约在十八年左右。

18.6年是典型的潮汐周期，月亮轨道与地球赤道之间的夹角称为月亮赤纬角，最大值为28.5度，最小值为18.5度，变化周期为18.6年。郭增建等人在1991年提出月亮潮迫使地球放气的观点，当月亮赤纬角最小时，它的直下点远离中国主大陆，所以在主大陆引起的地壳鼓起就小，因之地下放出的携热水汽就少，这样就不易诱使热带气团与高纬冷气团在中国大陆上相碰，因之雨量减少，会形成干旱，历史上，月亮赤纬角最小时的1941-1943年（河南大旱）、1959-1960年（山西大旱）、1977-1978年(山西、长江中下游大旱)、1995-1997年（华北、辽宁、吉林等地连续4-5年大旱）中国北方都发生了大旱；月亮赤纬角最大时的1932年（松花江大水）、1933年和1935年（黄河特大水）、1951年（辽河大水）、1969年（松花江大水）、1986年（辽河大水）中国北方都发生了大水。

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表1 黄河上游径流丰、枯水循环期（据蓝永超 等人，2003）

  注：1920年前无资料，暂按丰水期处理。

潮汐形变控制地球地下热能释放

潮汐形变引起的“地球呼吸”不仅影响地下热能释放，而且影响大气PM2.5浓度。

北京、上海、广东、山东、河南2001-2010年PM2.5浓度值变化图表明，2005-2008年大部分曲线都有一个PM2.5浓度值高峰。原因在于2005-2007年是月亮赤纬角最大值，潮汐南北震荡幅度最大，地球潮汐形变和地下排气规模最大，地震活动增强。例如2004年12月26日印尼苏门答腊发生9.1级地震，2005年3月29日印尼苏门答腊发生8.5地震，2007年9月12日印尼苏门答腊发生8.6级地震，2008年3月21日新疆于田7.3级，2008年5月12日中国四川汶川发生8级地震。由此造成的地下排气对中国大气污染都造成了严重的影响。2002-2003年也有一个小高峰，对应2001年11月14日青海昆仑山地区8.1级。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值年，潮汐南北震荡幅度变小，地球潮汐形变和地下排气规模最小，中国PM2.5浓度值也会相应表小。不利条件是，2013-2018年是全球特大地震活跃时期，如果中国周围发生大震，则不利于PM2.5浓度值降低。

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干旱-地震-洪水循环

2006年重庆发生罕见大旱，2008年四川汶川发生8级地震，2010年中国发生暴雨洪水，干旱-强震-洪水的循环模式值得关注。

我们在2009年6月介绍了“西部地震是东部灾害先兆”和“地震与洪水耦合”的观点。2008年5月12日四川汶川8级地震、2010年4月14日玉树7级地震和2010年5-8月中国暴雨洪水验证了这一观点。

地震专家研究发现，西部地震是东部灾害先兆。中国地震局兰州地震研究所研究员郭增建在西安召开的中国科协2000年学术年会上指出，20世纪，中国西部共发生了6次8级或大于8级的地震。1842年6月新疆巴里坤发生7级地震，1843年黄河中游发生特大水灾：1932年12月甘肃昌马发生7.5级地震，1933年黄河中游发生特大水灾；1957年12月蒙古国西南部靠近中国新疆地区发生8.3级大震，1958年黄河中游发生特大水灾；1974年7月在蒙古国和新疆交界处发生7.2级地震，1975年在河南发生特大水灾。专家还发现，云南、缅甸一带一旦发生7级以上地震，长江流域往往发生特大水灾。如1931年、1954年、1998年长江流域特大水灾发生的前半年，在云南、缅甸地区都有大地震出现。

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美国地质学家发现，1990年以来，15次7级以上的大地震中，12个产生表面波（即地震波沿地表或地球内部界面迅速向远方传递），在其他大洲的断层系统上引发了较小型地震。美国地质勘探局的专家帕森斯解释说，科学家早就知道强震的表面波会迅速向远方传递，不过他们此前认为这些所谓的表面波移动引发地震只是特例，但让人惊讶的是，这种地震一直在发生。这些沿着地表或地球内部界面游走的地震波被称为面波，经过遥远的距离后也未缩小的原因在于地球表面是球面：在震中同一半球传播时是扩散，在另一半球是集中。

地震波在传播过程中的能量密度变化，与单位时间扩散的大圆周长C成反比。设地震的总能量为Q，能量密度为δ，穿过的面积为S=Cl = 2πRlsinφ，l为单位弧长，R为地球半径，则有

δ= Q/S = Q/ (Cl) = Q/ (2πRlsinφ)                               (1)

其中，圆心角φ为震中和地心连线与大圆上任一点和地心连线的夹角。同样，在球壳中点源喷射造成的球面对流，也会有扩散、集中、返回的震荡过程（见图1和图2）。

由（1）式可知，在φ= 0和φ= π时，能量密度δ为无穷大，在φ= π/2时，即经过地表最大圆时，能量密度δ最小。这就是说，假定地震波能量在传播中无损耗，震中的地心对称点处的能量密度最大。该公式表明，能量密度δ在震中同一半球中，随震中与地心连线的长度增加而减少；在震中的另一半球，能量密度δ随震中与地心连线延长线的长度增加而增加。

举例来说，2004年12月发生在印尼苏门答腊外海的强震，就在遥远的阿拉斯加、加州与厄瓜多尔引发了地震。厄瓜多尔（西经80，南纬0）恰恰就是印尼苏门答腊（东经100，南纬0）的地心对称点。这是一个很有说服力的解释。点源激发在球面上的震荡和对流对余震和强降水都存在激发作用（见图1和图2）。

图1  点源激发震荡在球面上的能量密度变化(杨冬红，2009)

2003年23日22时左右，“重庆井喷”发生。井喷事故压井方案的实施时间从26日上午推迟到27日上午10时。整个井喷事件历时84小时，大约17.5至21百万立方米石油天然气喷入大气中，其环境效应不仅仅是硫化氢中毒。据气象部门提供的消息，2004年9月2至5日，川东北地区的达州、南充、巴中等市普降暴雨，多数地方降雨量超过100毫米，这次降雨是今年以来四川境内雨量最大、强度最强、持续时间最长的一次。其中，达州市渠县累计降雨量已超过360毫米，是百年一遇的特大暴雨。开县受灾最为严重——惨遭200年一遇特大暴雨洪灾，部分地区为500年一遇。 由此看来，2003年12月23日重庆开县井喷、2004年9月2-7日重庆开县又遭受暴雨洪水的袭击、2006年重庆大旱高温和2008年四川强震可能有因果关系（见图2）。

图2  点源喷发在球壳中的全球对流(杨冬红，2009)

潮汐震荡的特点是，在地球和月亮的中心连线上，面对月亮的地球球面上的点及其地心对称点的潮汐最大，与点源激发在球面上的震荡特征相同。这是潮汐易于激发地震活动的一个原因。本文在这里只是提出问题，并不是严格的论证。证据在于更多资料的积累[2]。

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地震造成的地球排气，根据其震级的大小，可造成局部的或全球的大气循环。地震前的喷气形成当地干旱，地震后的喷气增大影响范围，伴随气流在球面的传播和返回，可带来暖湿气流形成强降雨。

图3  点源喷发在球壳中的区域对流(杨冬红，2009)

初步结论

2009年以来的云南连续干旱是由于2005-2007年月亮赤纬角最大值导致的地球强烈排气造成的，7级以上地震空区是地下热能积聚的原因，2014-2016年月亮赤纬角最小值的影响值得关注。

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云南连年大旱：气候是主因 人为因素也有影响

2013-02-24 10:29:00　来源: 中国广播网(北京)

 　 中广网北京2月24日消息 据中国之声《央广新闻》报道，云南大部地区已连续第四年发生干旱，究竟是天灾还是人祸？

降水量少气温偏高 导致干旱持续发展

    气候与气候变化评估室主任张成杰在接受采访时表示，从去年10月以来，云南降水量持续偏少，气温偏高，导致气象干旱的持续发展。

    据统计，从去年10月1日到今年2月17日，云南省平均降水量为79.4毫米，比常年同期偏少53.4%。降水天数只有19.3天，较常年同期偏少12.2天。这两个数字都是1961年以来的同期次少，仅仅多于曾发生百年一遇特大干旱的2009年、2010年的同期。而与往年的其他常年同期相比，云南大部降水量偏少了2成以上，中部和北部偏少了5到9成。

    去年10月以来，云南省平均气温连续四个多月持续偏高，比常年同期偏高1.0摄氏度。

干旱中的人为因素

    近20年来，每到雨季各个烟草种植县和乡镇大量发射防雹弹，由于雨季到来的时候正是烤烟生产的季节，防雹弹能够保证烤烟的产量和质量，但肯定会影响天气。

    部分地区水土资源过渡开发造成水土流失和生态环境恶化。

    疯狂毁林破坏了自然循环功能。近年来为了发展经济，一些地方大量种植桉树。桉树是被称作抽水机的经济林。虽然桉树是否导致干旱还在专家的争论之中，但有村民反映桉树林区寸草不生，连蚂蚁都找不到。

    此外，畸形的库塘安全管理理念导致了蓄水严重不足，干旱连续发生也暴露出当地水利设施不足，大量投入却没有得到应有的回报。

 本文来源：中国广播网

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