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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自然因素使近15年全球变暖减缓还能维持多久?

已有 1893 次阅读 2013-10-27 15:02 |个人分类:全球变化|系统分类:观点评述|关键词:全球变暖,小冰期,太阳黑子,拉马德雷,超长极小期| 全球变暖, 太阳黑子, 小冰期, 拉马德雷, 超长极小期

自然因素使近15年全球变暖减缓还能维持多久?

——基金申请课题的关键性证据

 

       杨学祥,杨冬红

 

根据最新发布的政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告第一工作组报告,1998年至2012年,全球地表温度每十年上升0.05,远远低于1951年以来每十年上升0.12的增温速率。

丁一汇总结了科学界的有关研究,认为导致近15年气候变暖减缓的因素主要包括:中东太平洋地区拉尼娜事件增多,使海水表层温度降低,对大气环流起到了冷却作用;2000年以来,太阳活动处于宁静期,来自太阳的辐射减弱;2000年以来,伴随全球温室气体排放的显著增加,气溶胶也不断增多,对大气也起到了冷却和降温的作用;过去20年北极涛动和北大西洋涛动转向负位相,使极地冷空气极易扩散南下,北半球的寒冷天气增多。北极海冰的减少也对亚欧天气气候产生了重要的影响。北极海冰减少使欧亚地区阻塞高压发生的机会增多,寒潮变得更加频繁;同时,海冰减少增加了海面蒸发,使北极大气水汽含量增加,从而使大雪和暴雪更加常见。此外,太平洋十年涛动处于冷位相和火山的爆发也促使地球温度降低。

IPCC在报告中也对近15年的变暖停滞做出解释说,由于自然波动,短时期的温度变化对选取时期的起止时间很敏感,但不能反映气候变化的长期趋势。

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2013/10/284299.shtm

我们在2004年就提出,地球进入变冷周期:正当全球变暖的证据铺天盖地而来之际,地球变冷的信息悄然而至。透过表面现象看本质,地球气候变化的动力机制已发生重大的变化,预示一场类似20世纪50-70年代的变冷过程正在到来。1947-1976年和2000-2035年都对应太平洋涛动冷位相

    我在2004年指出,2000拉马德雷进入冷位相再次提醒人们:警惕全球迅速变冷!

http://www.envir.gov.cn/forum/20042732.htm
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=533501

我们在《2013年元旦献辞告别全球变暖》中指出,地球气候的长期历史表明,冷暖周期交替变化,是不以人类意志为转移的。现在轮到“变暖说”犯错误的时候了。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-648302.html

事实上,从2007年开始西方科学家已对全球变暖预测做出6次修正,全球已停止变暖不过是最后的结局。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-503827.html

在太平洋十年涛动冷位相,厄尔尼诺受到抑制,拉尼娜得到增强,这是近15年中东太平洋地区拉尼娜事件增多的原因。

太平洋十年涛动冷位相的气候作用得到确认,这是科学争论的胜利,这场争论持续了9年。

变暖减缓的趋势与造成减缓的自然原因的周期性有关,根据我们的研究,以下周期将发生重要作用。

 

一、月亮赤纬角变化周期

 

月亮赤纬角是月亮公转轨道面(白道)与地球赤道面的夹角,在18.6-28.6°之间变化,变化周期为18.6年。这影响潮汐南北震荡的幅度,在月亮赤纬角最大值时期,潮汐南北摆动幅度变大,加剧海洋的南北混合,使气候变冷;在月亮赤纬角最小值时期,潮汐南北摆动幅度变小,减弱海洋的南北混合,使气候变暖。

数值计算表明,太阳潮导致的地球潮汐形变和圈层差异旋转,是季节性厄尔尼诺现象在圣诞节前后发生的原因。1998年以后,全球气温呈波动下降趋势,2005-2007年月亮赤纬角最大值产生的强潮汐南北震荡、19986月至20008月的强拉尼娜事件(1999年全球强震频发)和2004-2007年印尼苏门答腊38.5级以上地震功不可没。下一次月亮赤纬角最小值2014-2016年产生的弱潮汐南北震荡有利于气温相对升高和中国北方的干旱;而2009-2018年特大地震集中爆发却可能使气温下降。

这是某些气候模型预测全球变暖减缓的趋势可能持续到2017年的原因。但是,2023-2025年月亮赤纬角最大值时期又会使全球变暖减缓。

 

二、拉马德雷(亦称太平洋十年涛动,英文缩写PDO)周期

 

近十年来研究发现,厄尔尼诺拉尼娜的发生与更大时间尺度的太平洋十年涛动Pacific Decadal Oscillation,缩写为PDO)密切相关,周期为50~70年。

“拉马德雷”是一种高空气压流,在气象和海洋学上被称为“太平洋十年涛动”(PDO),分别以“暖位相”和“冷位相”两种形式交替在太平洋上空出现,每种现象持续20年至30年。近100多年来,“拉马德雷”已出现了两个完整的周期。第一周期的“冷位相”发生于1890年至1924年,而1925年至1945年为“暖位相”;第二周期的“冷位相”出现于1946年至1976年,1977年至90年代后期为“暖位相”。在PDO暖位相时,热带中东太平洋异常暖,北太平洋中部异常冷,而沿北美西岸却异常暖;反之,则为PDO冷位相。当“拉马德雷”以“冷位相”形式出现时,拉尼娜得到增强。

据最新气象卫星云图预测,从2000年开始,“拉马德雷”正在进入“冷位相”阶段。20世纪的气候记录中有两段时期全球气温明显变暖:1925~1944年,1978~2000年。它们与拉马德雷暖位相1925~1946年和1977~1999年对应。

 

三、强震周期

 

2002郭增建提出深海巨震降温说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40°范围内的Ms 8.5级和大于Ms 8.5级的海震。郭增建等人指出,9级和9级以上地震与北半球和我国的气温有很好的相关性。

20世纪4场最强的特大地震在很短的时间内都发生在环太平洋地震带的沿海地区:1952年堪察加地震,1957年阿拉斯加阿留申群岛地震,1960年智利地震,1964年阿拉斯加威廉王子海峡地震,与50-70年代低温期相对应。

1889年以来,全球大于等于Ms 8.5级的地震共24次。在1889-1924PDO“冷位相发生61900年以来国外数据:2)次,在1925-1945PDO“暖位相发生11)次,在1946-1977PDO“冷位相及其边界发生11(7)次,在1978-2003PDO“暖位相发生0次,在2004-2012PDO“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PDO冷位相与低温冻害对应的物理原因。

根据前一周期的统计结果,9级特大地震发生在拉马德雷冷位相前17年,即2018年后特大地震和强烈变冷结束。

 

四、潮汐周期

 

2000年查尔斯·季林(Keeling)提出,强潮汐把海洋深处的冷水带到海面,使全球气候变冷,形成的全球气候波动周期大约为1800年。在十五世纪小冰期时期,潮汐强度为最大值,以后开始减弱,直到3100年潮汐强度又将达到最大值。潮汐调温效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到二十四世纪,而后随着潮汐的增强,地球的气候将逐渐变冷。

潮汐高低潮还有200年左右的明显周期变化。其中,1425年、1629年两次峰值对应小冰期时期,1770年的峰值对应18世纪的低温,1974年的峰值对应20世纪70年代的气候变冷。特别是潮汐54-56年周期(与太平洋十年涛动的50-70年周期对应),在全球气候变化中有非常明显的作用。

 

五、太阳黑子超长极小期

 

过去5000年间,太阳活动较弱或没有的时期与历史记录中的冷期相对应。太阳活动减弱的主要时期有:奥特极小期,沃尔夫极小期,史玻勒尔极小期和蒙德极小期[1]。最近发现,潮汐、火山活动与太阳活动有相同的200a的周期,与200a气候周期相对应

太阳黑子具有1122年周期,在太阳黑子循环和气候效应之间存在着关联[1-6]太阳黑子极小期的平均周期为11年,太阳黑子延长极小期的平均周期为179-200年。近20年的研究发现,潮汐极大期、太阳黑子延长极小期和全球低温有很好的对应关系。6次时间的一一对应表明其相关性和处于同一激发机制

国内外相关研究表明,太阳黑子周期长度的变化与地球冷暖变化也具有相关性(见图1)。汤懋苍等人指出,依据太阳黑子周期长度(SCL)资料,将过去2500年分为"好天时代"(SCL11)"坏天时代"(SCL11),发现在"坏天时代"中国旱灾频率显著高于"好天时代""()天世纪"与气候暖()期有好的对应;太阳黑子延长极小期、冷气候和SCL (即坏天时代)的对应关系见表1。这表明,SCL长,太阳活动弱,全球气温降低,太阳黑子延长极小期和SCL长(坏天时代)一一对应。从公元850年起,我们可以确定的太阳黑子延长极小期就有5次之多,它们与潮汐最大值对应,与低温和小冰期对应。值得注意的是,1890-1924年和1947-1976年拉马德雷冷位相时期与太阳黑子周期长度谷值相对应,1925-1946年和1977-1999年拉马德雷暖位相时期与太阳黑子周期长度峰值相对应。除潮汐变化外,太阳活动可能是拉马德雷现象的形成原因之一。潮汐增强、太阳黑子延长极小期、太阳黑子周期长度变长、拉马德雷冷位相和冷气候有很好的对应关系。

1996年和2008年最近的两个太阳黑子极小值年相距12.4年,是太阳黑子超长极小期和坏天时代到来的典型标志,与1997开始的16全球变暖停止有很好的对应关系。

1  太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系(杨冬红等,20112013

太阳黑子延长极小期

时间

坏天

时代

潮汐极大年时间

火山活跃时间

全球

气温

欧特

1040-1080

1010-1110

1062

??

低温

沃尔夫

1280-1350

1165-1360

1264

1275-1300

小冰期

史玻勒

1450-1550

1420-1525

1425

1440-1460

1470-1490

小冰期

 

 

 

 

1570-1600

 

蒙德

1640-1720

1600-1725

1629

1640-1680

小冰期

道尔顿

1790-1830

1790-1915

1770

1810-1820

小冰期

 

 

 

 

1850-1860

1870-1890

1900-1920

 

21世纪

2007-??

1997-??

1974

1980-??

低温?

 

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。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。目前处于太阳黑子超长极小期200年气候周期的变冷初期。

太阳活动约有11年的活动周期,1999年开始第23周。而第23周这个周期与前面几个11年周期有所不同,持续时间达到12.4年,前面几个周期大多只持续10年左右。学者王绍武表示,“过去凡是周期持续时间较长时,太阳活动都在减弱,而第23周较长正反映了太阳活动的减弱。”“在近千年中4个太阳活动极小期均与冷期相对应。这在北半球尤为明显,但是在南半球有时也有明显反映。”王绍武称,根据各种古气候资料建立的近千年温度序列表明,4次太阳活动极小期的温度比平均温度偏低0.40.5摄氏度

http://tech.qq.com/a/20111123/000191_1.htm

 

六、结论

 

据英国《每日邮报》网站20121014报道,这份报告是由英国气象局和东安格利亚大学气候研究中心共同编写并发表的,他们对分布在陆地和海洋里的3000多个测量站点进行了数据统计与分析。报告显示,从1980年至1996年间,全球温度的确在上升。然而自1997年年初至20128月,全球气温并没有明显升高,也就是说变暖的趋势16年前已经停止。报告还显示,在1980年之前的40年期间,全球气温一直处于基本稳定状态,甚至稍有下降。

http://news.hexun.com/2012-10-15/146749975.html

变暖减缓的趋势与造成减缓的自然原因的周期性有关,根据我们的研究可以得出如下初步结论:

1. 存在2017年变暖减缓暂时停止的趋势,与月亮赤纬角变化和特大地震有关,但它不是主要的自然周期。

2. 潮汐和拉马德雷准60年周期可以使变暖减缓的趋势在2030年结束。

3. 太阳黑子超长极小期和潮汐200年周期可以使变暖减缓的趋势在2100年结束,最冷时期一般在30-70年之间(见表1),因此最早结束时间在2030年,最晚在2070年。

4. 由于存在潮汐1800年周期,目前处于本周期的变暖高峰,全球变暖将持续到24世纪,直到3107年又将进入类似15-17世纪的小冰期时期。所以,21世纪太阳黑子超长极小期的变冷强度要小于道尔顿极小期,持续30-70年。

丁一汇说,这种减缓的状态使中国的气候朝着更为极端的方向发展,在冬季,北方地区将更为寒冷;在夏季,东部地区将更加干热,气候走向极端化。这种气候模式是今年南方罕见高温热浪和四川、西北地区东部暴雨的“幕后推手”。

2006年我们提出拉马德雷冷位相灾害链的概念并开始申请基金,由于全球变暖的科研大背景、关键性证据没有出现和项目本身不完善,多次申请均有反对意见。

15年全球变暖减缓是一个关键性的证据,这对拉马德雷冷位相灾害链的研究是一个有力支持,研究的重要性显而易见。希望我们的研究能得到基金委和同行的理解和支持。

 

主要参考文献

杨冬红,杨学祥,刘财。20041226印尼地震海啸与全球低温。地球物理学进展。2006213):1023-1027

杨学祥,杨冬红。拉马德雷冷位相时期的灾害链。见:高建国主编,苏门答腊地震海啸影响中国华南天气的初步研究——中国首届灾害链学术研讨会论文集。气象出版社,2007200-204

杨学祥。灾害链规律不容忽视。文汇报。科技文摘专刊(第683期)。200832第五版。

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.

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.

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 Vol. 23 (6): 18131818

 



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