雾霾和流感：拉马德雷冷位相时期沙尘暴带来的灾害

                              杨学祥，杨冬红

                               （吉林大学）

关键词：雾霾，沙尘暴，流感，拉马德雷冷位相，拉尼娜

1． 全球性流行性感冒、拉尼娜现象、沙尘暴之间的关系

流感大流行在人类间爆发之前，都有一个在动物间长期流行的阶段。这一阶段与中等强度以上拉尼娜现象和强沙尘暴有一一对应关系，春季是沙尘暴高发季节，与禽流感高发季节（冬、春）正好呼应（见图1，引自文献[1]）。

据康杜娟和王会军的研究，沙尘暴在1954-1956年、1964-1967年和1974-1976年出现三个高峰期^[1]，与1957-1958年、1968-1969年和1977年三次禽流感爆发一一对应，而1954-1956年、1964年、1967-1968年、1975-1976年都发生了拉尼娜事件。拉尼娜事件与沙尘暴也有很好的对应关系，共同形成与禽流感爆发的一一对应前兆（见图1）。此种拉尼娜之后的厄尔尼诺事件是禽流感爆发年。

图1 北京1954-1999年沙尘暴天气日数的年际变化

1.       沙尘天气；2. 沙尘暴；3. 扬沙；4. 浮尘

据最新报道，沙尘暴对人类直接的侵害已经超过了它对环境的破坏。特别是对大型传染性疾患的传播，它已从推波助澜、助纣为虐升级为大打出手的急先锋了。最生动的例证就是口蹄疫在英国的登陆。沙尘暴使非洲北部沙漠里的口蹄疫病毒会在一周内浩浩荡荡地跨越大西洋，稳稳当当地落在英国的牛栏里，并在半月内横扫欧洲，致使数百万头牛被宰杀、焚烧、掩埋。在1/4茶匙的尘埃中能携带几百万甚至几亿个微生物，就连成群蚱蜢都能在尘云穿越大西洋的过程中存活下来^[9]。在非禽流感疫区和非候鸟迁徙路线地区发生的人感染禽流感事件，可以由沙尘暴的远距离传播来解释。

康杜娟和王会军的文章揭示：在沙尘活动频繁年代(1956~1970)和稀少年代(1985~1999)冬、春季的气候和大气环流有显著差别^[8]。1956-1970年处于拉马德雷冷位相时期（1947-1976），1985-1999年处于拉马德雷暖位相时期（1977-1999）。沙尘暴与禽流感有一个共同的重要特征，即在拉马德雷冷位相时期频繁爆发，在拉马德雷暖位相时期逐渐减弱。强沙尘暴时期可以作为禽流感爆发的更准确的前兆。2007年可能发生的拉尼娜现象及其伴随的强沙尘暴，为2007-2008年的禽流感孕育和爆发增大了发生几率。我们必须高度重视。

综合1890-2004年的数据，我们可以得到流感大流行的6大气候特征：处于拉马德雷冷位相时期及其边界；前一年或前两年为中等强度以上的拉尼娜年；20世纪50-70年代同时为中国强沙尘暴年；前后一年或当年为中国东北地区冷夏年（20世纪50-70年代同时为严重低温冷害年）；当年为中等强度以上的厄尔尼诺年；当年为太阳黑子谷年m或峰年M，m-1年，m+1年或M+1年。1889-1890年、1900年、1918-1919年、1957-1958年、1968-1969年和1977年的禽流感爆发都满足这6大条件，同时，在1890年以来，满足这6大条件的只有以上6次爆发^{[3, 4]}。

事实上，2007年发生了强拉尼娜事件和沙尘暴，2008年中国发生严重冰雪冻灾，2008年发生太阳黑子谷值，2009年发生厄尔尼诺事件和世界流感爆发，符合流感爆发的6大气候特征。

2． 雾霾与沙尘暴的关系

英国《每日电讯报》2014年4月2日报道称，污染和撒哈拉沙尘暴正在肆虐英国大部分地区，有些地方的污染等级达到“极高”。政府已发出健康警告，提醒老人、心脏病或肺病患者避免户外剧烈活动。此次污染主要来自英国和欧洲的污染排放以及撒哈拉的沙尘暴，英格兰中部、南部和东英吉利地区情况较为严重。

美联社2日称，英国南部本周遭受罕见的雾霾及“红雨”天气，民众惊奇地发现车辆和房屋天窗上蒙着一层红色尘土。英国环境、食物及农村事务部发言人称，这种奇怪现象是来自撒哈拉的沙尘混合了当地的空气污染物所致。气象专家解释说，非洲北部的强风将撒哈拉沙漠的尘土带往欧洲，当这些沙尘飘到英国上空时，由于风力减弱等因素，沙粒随降雨落到地上。英国媒体将这种天气现象称为“血雨”（见图2-3）。

图2 非洲撒哈拉沙漠的沙尘暴导致欧洲雾霾

http://www.guancha.cn/europe/2014_04_03_219204.shtml

统计分析表明，严重低温冻害、8.5级以上强震、猛烈的台风和飓风、严重的旱涝、强烈的沙尘雾霾和流感世界大流行主要集中发生在拉马德雷冷位相时期，呈时空有序的链状分布，称之为“拉马德雷冷位相灾害链”。据专家的研究，雾霾的六成污染物来自沙尘，而沙尘在拉马德雷冷位相处于高峰期。

据康杜娟和王会军的研究，沙尘暴在1954-1956年、1964-1967年和1974-1976年出现三个高峰期。康杜娟和王会军的文章揭示：在沙尘活动频繁年代(1956~1970)和稀少年代(1985~1999)冬、春季的气候和大气环流有显著差别[1]。1956-1970年处于拉马德雷冷位相时期（1947-1976），1985-1999年处于拉马德雷暖位相时期（1977-1999）。沙尘暴与雾霾有一个共同的重要特征，即在拉马德雷冷位相时期频繁爆发，在拉马德雷暖位相时期逐渐减弱。目前处于2000-2030年拉马德雷冷位相时期，拉尼娜和沙尘暴处于活动高峰，2010-2012年连续发生两次拉尼娜事件，2013-2014年雾霾就在中国、英国和法国相继发生。

图3  非洲撒哈拉沙漠的沙尘暴导致欧洲雾霾的路径

http://www.guancha.cn/europe/2014_04_03_219204_2.shtml

据有人研究，非洲负磁异常(AF)、北美正磁异常(NAM)区域、东亚正磁异常(EA)区域和北大西洋负磁异常(NAT)对应的地电场，成为巨大的静电除尘器，雾霾向磁异常中心集聚，形成菱形的雾霾通道。伴随磁异常强度变化，菱形通道有三条变弱，唯独非洲负磁异常(AF)和东亚正磁异常(EA)区域的通道变强，与2001-2006全球空气质量图的雾霾分布完全一致，与非洲到欧洲的沙尘暴通道一致。

非洲北部的强风将撒哈拉沙漠的尘土带往欧洲，当这些沙尘飘到英国上空时，由于风力减弱等因素，沙粒随降雨落到地上。英国媒体将这种天气现象称为“血雨”。非洲负磁异常(AF)和北大西洋负磁异常(NAT)阻碍了这条通道，而非洲负磁异常(AF)的增强和北大西洋负磁异常(NAT)减弱打通了这一通道（见图2-5）。

图4 2001-2006年NASA近日发布的全球空气污染形势图

图51900,1940,1980和 2010非偶极磁场垂直强度（Z）分布和雾霾通道图

黄土是西北地区戈壁、沙漠中的细粒物质被风吹到黄土高原上堆积而成的，灰霾是否也是西北地区戈壁、沙漠中的更细粒物质被风吹到中国东部而成的？在历史上这一过程难以找到证据，但理论上应该是成立的：在沙尘暴由西向东传送的过程中颗粒大的物质先沉降，颗粒小的物质后沉降，直到最小的颗粒物质沉降到大海。这应该是灰霾远距离传送的大背景。静稳天气有利于大气中灰霾的沉降，并与当地的大气污染相配合，形成严重的雾霾灾害。这是严重雾霾集中在中国东部平原地区的原因。

中国地形为西高东低，从西到东有4000-5000米的青藏高原、1000-2000米的黄土高原、50米以下的华北平原。西风由西向东而过，气流横截面积逐渐扩大，流速不断缩小，漂浮颗粒物质由大到小逐段沉降，先细沙，后微尘，中间是黄土。

中国西部的开发，导致西部大城市大气污染加剧，西风远距离输送是导致东部城市雾霾加剧的重要原因，根据这一模型，兰州和西安的雾霾强度在相同天气条件下与河北正相关。

这是我们2013年12月提出的新观点，现在得到2014年4月1-4日非洲撒哈拉沙漠的沙尘暴导致欧洲雾霾的证实。

 图6 黄土沉降和灰霾沉降

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-751953.html

参考文献

1．  康杜娟. 王会军.中国北方沙尘暴气候形势的年代际变化[J]。中国科学D辑，2005,35 (11): 1096-1102

2．  杨素梅。科学家研究称沙尘暴是传染性疾患传播的罪魁[EB/OL]。2006年05月13日 15:24 北京科技报http://tech.sina.com.cn/d/2006-05-13/1524936036.shtml

3．  杨冬红，杨学祥，刘财。2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温[J]。地球物理学进展。2006，21（3）：1023-1027

4．  杨冬红，杨学祥。流感世界大流行的气候特征。沙漠与绿洲气象。2007，1（3）：1-8。