全球变暖的千秋功罪：终结了小冰期的变冷趋势

                                   杨学祥，杨冬红

摘  要 大多数学者认为，15-18世纪的小冰期是由太阳辐射减弱或火山喷发单一作用或共同作用引起，火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面。最近研究表明，小冰期从13世纪开始，源于公元1275年和1300年之间的4次火山喷发。在过去的450年，最近研究发现了火山喷发与大气和海洋低温的联系，短期的变冷时代从13世纪到18世纪，大气和海洋系统被火山喷发所控制。

关键词  火山，太阳辐射，温室效应，小冰期，潮汐

1 引言

   一项日前发表于《自然—地球科学》杂志的研究表明，在工业革命前约1800年间，全球海洋表层水温曾持续变冷。然而，人类活动导致的气候变暖终结了这一趋势。

　　据了解，“过去的全球变化研究计划——海洋2000年变化工作组”汇总了57份已发表的权威资料，其囊括全球各纬度海域的表层海水温度记录。研究人员以200年为区间单位处理数据，观察长期趋势并与陆地重建结果进行比较。结果显示，海洋与陆地有同样的变冷趋势。其中，公元801～1800年的变冷事件或可归因于频繁的火山喷发。

我在2013年10月2日指出，全球变暖的千秋功罪：结束小冰期功不可没。人类刚刚逃脱了小冰期的蹂躏，却又陷入全球变暖的危机：与历史事实相反，世界主流气候学家警告人类面临全球变暖的巨大威胁，这是历史规律还是人为虚构？

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1816年，全球性的低温袭击了从欧洲、美洲甚至中国，北半球平均气温下降了0.4-0.7℃，与道尔顿极小期有关，此前的蒙德极小期造成北半球持续70年的连续低温。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，1809年也发生了火山喷发^[1-3]。在此期间还有两次火山爆发，分别发生在1812年的加勒比海地区和1814年的菲律宾。

最新研究认为，地球小冰期始于13世纪后期，可能从1275年至1300年间就开始了，在大约50年时间里，热带地区相继发生了4次大规模火山爆发。由于喷出的火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面，北半球在相对很短的时期内不断遭遇“降温”，这种累积效应使北半球突然进入冰期。1430年到1450年，也发生了一轮大规模火山喷发，其中包括瓦努阿图的火山，导致几个世纪的寒冷时期“小冰期”的到来^{[4, 5]}。

2010年冰岛火山喷发后，火山活动对气候的影响重新引起人们的关注，伴随火山资料的增多，研究火山活动对气候的影响不仅成为可能，而且有重大的现实意义。

2 火山喷发在小冰期中的致冷作用

从15至17世纪的200余年小冰期时期，世界上强震很多，其它自然灾害（如瘟疫流行）也很集中，这正是太阳黑子的蒙德极小值期^[6]。人们往往把太阳黑子延长极小期当作小冰期气候产生的原因。进一步的研究表明，火山活动对小冰期有重要影响。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^[7-10]。太阳活动和火山活动是小冰期气候变化的主要因素，下一个太阳黑子延长极小期已经到来^[7-14]。

研究表明，全球强火山活动存在显著的88年左右和100年左右世纪尺度周期循环，还存在33年左右年代际尺度周期循环以及与太阳活动相联系的准11年周期^[15]。火山活动是地球气候异常变化十分重要的影响因子，特别是WEI5级以上的强火山活动，其影响是全球性的^[15-18]。

太阳黑子周期活动规律性影响地球气候。在太阳黑子非活跃时期，北美和欧洲部分地区常遭遇极端天气。在2008年至2010年，太阳黑子处于活动谷年，美国与欧洲部分地区遭遇严冬。复杂计算机模型模拟到长期气候状况，证实在太阳黑子活动谷年，异常冷空气在赤道大气上空形成，造成大气热量重新分配和大气环流变化，令欧洲北部和美国遭遇异常低温和暴风雪，加拿大和地中海地区气候则变得更为温和。进入活动峰年，情况相反^[19]。

太阳黑子周期长度的变化与地球冷暖变化也具有相关性。用太阳黑子周期长度同地球温度做比较，地球的增温和降温与太阳黑子周期长度变化是相当吻合的，当黑子周期变短，地球增温，当黑子周期变长，地球降温，太阳黑子周期长度的变化与地球冷暖变化有很好的相关性。太阳黑子延长极小期会带来寒冷，常规的太阳黑子周期的长度变化也能带来地球气温变化^[20]。两种尺度划分的地球冷暖周期是一致的^[21]。最近的一次太阳黑子周期长度为12.4年，表明21世纪太阳黑子超长极小期的到来。

最近的研究表明，不仅太阳活动具有11年周期，潮汐具有11年和1800年的周期波动，气候变冷周期与潮汐变化周期相一致^[22,23]。火山喷发11、33、88年周期是太阳活动和潮汐变化11年周期叠加的结果，潮汐激发地震火山活动得到越来越多研究的证明，而且深海及其边缘的特大地震可以导致气候变冷^[24-31]。太阳活动、火山喷发和潮汐作用的叠加导致气候变化，单一因素很难形成气候巨变。

表1 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

Table 1 The relation of solar activity, volcanic eruption,tides and lower temprature

注：数据来自文献[1-5，8-23]。

从2003年开始，天文学家就一再预测到太阳活动变弱的趋势，一个类似道尔顿极小期的太阳活动低值正在到来，长度可能更长^[9-12]。太阳活动周期变长是太阳活动减弱的一个明显的标志。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^[32]。

新的证据表明，全球变暖自上个世纪90年代末以来基本上已停止。Yu Kosaka 和Shang-Ping Xie发现，当将最近在东赤道太平洋观察到的变冷现象直接吸收到气候模型中时，全球变暖的上述停顿就可以得到解决。结果表明，来自热带太平洋的低温海水或是近年来抑制全球气候变暖的一个主要因素。美国斯克里普斯海洋研究所开展的最新研究认为，全球变暖的“暂停”与“太平洋十年涛动”有关^[33]。

这篇文章证实了我们在1996年以来提出“海底藏冷效应”、“海洋锅炉效应”、2000年美国科学家季林提出的“潮汐调温效应”和2002年中国学者郭增建提出的“深海巨震调温效应”。尽管1800年潮汐周期处于最弱时期使海底冷水上翻数量减少，全球气候处于变暖高峰，但是，目前也处于200年周期的太阳黑子超长极小期、55年周期的“太平洋涛动”冷位相时期，后两者有充分的历史数据表明是变冷时期。今后20年气候不再变暖，即变暖已经停止，变冷成为短周期的必然趋势，现有的气候模型忽视了这些自然因素^[34]。

根据潮汐变化1800年周期，小冰期时期对应潮汐强度高峰，而目前潮汐强度低谷对应全球变暖，变暖高峰在24世纪，直到3107年潮汐达到新的高峰，引发新一轮小冰期。潮汐还有200年和60年周期，对应太阳黑子超长极小期和太平洋十年涛动，目前200年周期和60年周期都处于变冷初期阶段，所以，此次变冷规模要小于道尔顿极小期^[23]。

没有证据表明，第四纪大冰期已经结束，我们依然面临冰期和小冰期的威胁。

3. 小冰期是人类社会的灾难

   据网上资料，小冰期是指一段在中世纪温暖时期之后开始的时段。大约15世纪初开始，全球气候进入一个寒冷时期，通称为“小冰期”，在中国也称为“明清小冰期”，小冰期结束于20世纪初期。

   小冰期期间全球范围频繁出现饥荒，这也是明朝末年饥荒连年，农民叛乱叠起的原因之一。直到比小麦、水稻等谷类作物更耐寒的新大陆作物：马铃薯、玉米等被广泛种植之后情况方得以改善。

   小冰期具有全球普遍降温的特点，通常认为小冰期始于13世纪，止于19世纪，然后出现一个相对温暖的气候环境时段，在16世纪中期和19世纪中期之间达到其最冷的顶点。小冰期低温的气候特点是相当明显的，尤其在高纬度和高海拔地区，气候敏感的生态脆弱带所表现出的环境效应十分突出，影响植物生长和农业生产，对社会经济的发展带来严重的后果。

   在欧洲小冰期之前的几百年内气候环境适宜，很少荒年和饥饿；北极的积冰远在北部，12世纪前斯堪的纳维亚、冰岛、格陵兰之间的通讯较容易；粮食作物可生长在冰岛，甚至格陵兰；北方的渔业繁荣，欧洲主大陆的葡萄园远在现代界限以北500km。这种适宜的环境到公元1200开始终结，海冰和风暴使得挪威、冰岛和格陵兰之间的通航十分困难，割断了与冰岛的联系，最后到14 世纪末从历史上消失；在冰岛粮食不再收割；由于北方冬季变得较冷，鱼群改变迁移的路径，渔民和农民的生活变得艰难。在欧洲大陆，13世纪后半叶和14 世纪初经历了频繁灾害荒年，寒冬和异常湿热的夏季等极端天气增多，耕作的范围不断收缩。这一切表明小冰期气候变化在高纬地区从13世纪开始就起着重要的作用。

   从16世纪开始，在欧洲的高山区、斯堪的纳维亚、北部地区普遍出现冰川的膨胀和冰舌的前进，破坏了农田，毁灭了山村。冰川补给的河流，经常出现灾害性洪水，还伴随着滑坡和崩坍。英格兰中部1500-1650年间冬天的温度比现今低约1.5℃，17世纪最后10年特别冷。瑞士中部的山丘（海拔900m）到5月份还被雪覆盖。阿尔卑斯山冰川扩张，冰舌延伸到2000m的草地。气候的异常寒冷，战争、饥荒和流行病使日尔曼人口从1600万减少到900万。

   小冰期的气候在中国的响应是十分强烈的，是与全球这一降温事件耦合在一起的。台湾高山湖泊于1320年开始出现冷干环境沉积，祁连山敦德冰芯（海拔大于4000m）指示，于1420年开始出现明显的降温，华北平原则于13世纪80年代进入明显的降温期。除了云南、贵州地区降温不明显外，小冰期盛期在全国范围普遍出现低温期，冬季和夏季降温均较明显，降温的幅度一般在1℃左右。

   由于这一时期跨中国明、清两朝，所以在中国也称“明清小冰期”。这次小冰期给中国农业社会带来巨大的打击,甚至成为战争爆发的导火索，如在明代中叶(约1500年前后)北方少数民族族频繁入侵,战乱较多,尤其与鞑靼之间更是爆发了多起战争，其中就有“土木堡之变”，而1640-1700年是这次小冰期中最冷的时期,这与清军南下入关、建立政权的时间是也一致的。

   近期研究表明，太阳黑子延长极小期（小冰期）、潮汐极大值年、坏天时代和中国历史朝代的更迭有很好的对应关系。

表2 太阳黑子延长极小期、潮汐极大值年、坏天时代和中国历史朝代的更迭

极小期　　时间　　中国朝代　时间　　气候变化  坏天时代      潮汐极大值年

奥特　 1040-1080西夏　 1038-1227       变冷   1010-1110         1062

                          金　　 1115-1234    变暖    

沃尔夫 1280-1350  元　　1279-1368     变冷    1165-1360         1264

                          明　　 1368-        变暖

史玻勒 1450-1550            -1644　　  变冷    1420-1525         1425

蒙德　 1645-1715  清　  1644-　　　    变冷   1600-1725         1629

道尔顿 1790-1820            -1911　　  变冷    1790-1915         1770

21世纪  2007- ？                             变冷？ 1996- ？         1974

4. 结论

我们刚刚走出2万年前的末次冰期和14-17世纪的小冰期，离开中生代温暖期已经近亿年，把变暖当成最大风险与地球历史和人类历史相矛盾。

地球不是恒温器，降温1℃是小冰期严寒，上升2℃是全球变暖灾难。万灵之长的人类为什么如此脆弱？难道人类真的只能在3℃温差之内生存？

气候变化的历史是一个冷暖不断交替变化的过程，其一、许靖华根据历史上的全球气候变化周期中人类社会发展的历程，证明全球小气候最适期人类社会繁荣发展而全球小冰期导致农业减产，饥荒和民族大迁移。他认为，全球气候变化有1200年的周期循环，与人类历史兴衰一一对应。即变暖时期对应人类社会繁荣，变冷时期对应农业减产，饥荒和民族大迁移。其二、中国历史朝代更迭与200年太阳黑子超长极小期（变冷时期）对应。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-883864.html

据中国科学院地理科学与资源研究所所长葛全胜利用历史文献记载资料重建的中国东部冬半年平均温度变化曲线显示，在百年尺度的冷暖波动上，自我国秦汉以来共经历了4个暖期和3个冷期，即秦汉暖期、魏晋南北朝冷期、隋唐暖期、唐后期至五代冷期、宋元暖期、明清冷期、20世纪暖期。

结合历史与冷、暖期的大致划分，可得出一个规律：当气候进入冷期的时候，社会矛盾比较严重，朝代更替也比较频繁；当气候进入暖期时，则比较容易出现盛世和治世，例如我国的汉唐盛世都出现在暖期，而三国两晋、五胡十六国等乱世都出现在冷期。

http://roll.sohu.com/20150321/n410101415.shtml

  “暖则盛，冷则衰”对全球变暖的启示：人类不能与全球变暖为敌。

全球变暖的千秋功罪：使人类摆脱小冰期严寒天气的威胁，全球变暖的功不可没。目前全球气温和海平面高度并未超过6000年来的最高水平，气候模型的模拟与气候历史不符，不足为信。

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未来的冰期和小冰期仍然需要全球变暖。

科学研究的短视行为往往将人类推入灾难的深渊。

主要参考文献

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.

相关报道

厦门大学等发现温室效应掩盖火山活动冷却作用

中国科学报　　发布时间：2015-09-01

　　一项日前发表于《自然—地球科学》杂志的研究表明，在工业革命前约1800年间，全球海洋表层水温曾持续变冷。然而，人类活动导致的气候变暖终结了这一趋势。

　　据了解，“过去的全球变化研究计划——海洋2000年变化工作组”汇总了57份已发表的权威资料，其囊括全球各纬度海域的表层海水温度记录。研究人员以200年为区间单位处理数据，观察长期趋势并与陆地重建结果进行比较。结果显示，海洋与陆地有同样的变冷趋势。其中，公元801～1800年的变冷事件或可归因于频繁的火山喷发。

　　文章共同作者之一、厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室副教授Selvaraj Kandasamy告诉《中国科学报》记者，火山喷发将气溶胶注入平流层，而这些气溶胶能将部分太阳辐射反射回宇宙空间，从而起到一定的冷却作用。火山气溶胶可在全球迅速扩散，并在平流层中存在数年，在此期间它的冷却作用将会持续。

   Kandasamy表示，火山活动或许可在短期内部分抵消温室气体带来的增温效应，因为气候对火山活动和温室气体的响应是两个相互独立的过程，这意味着二者的效果可互相叠加。“不过，进入20世纪后，温室气体的增温效应彻底淹没了火山这种冷却作用的迹象。”Kandasamy说。

http://www.edu.cn/ke_yan_yu_fa_zhan/gao_xiao_cheng_guo/cheng_guo_zhan_shi/201509/t20150901_1310493.shtml