气候变化是霾的“帮凶”：厄尔尼诺和月亮赤纬角极小值惹的祸

杨学祥，杨冬红

一、            气候变化是霾的“帮凶”

南京日报讯(通讯员方向贾冰记者葛妍)对付雾霾最好的利器就是“等风来”，最近，来自北方的强冷空气吹跑了南京空气中的污染物，不少网友在网上又晒起蓝天。11月25—27日，“全国气候系统研究学术研讨会”在南京信息工程大学召开，有与会专家研究发现，气候变化是霾的“帮凶”。今年是厄尔尼诺年，因此今冬雾霾的发生概率也会加大。

中国气象学会理事长、南京信息工程大学王会军院士在其《我国霾污染及气候变化的影响》的报告中称，东亚冬季风减弱、副热带西太平洋海温负异常、北极秋季海冰减少等在一定程度上加剧华北地区或东部地区的霾发生频数和严重程度。

王会军研究还发现，当热带东太平洋海温偏高，像今年这样的厄尔尼诺年份，中国华北地区的霾发生的概率会加大，而南京地区的霾发生概率也大致趋同，要警惕霾可能高发。另外，北极秋季的海冰减少的话，华北地区冬季的霾也容易高发，而今年秋季北极海冰偏少，也是霾有可能在冬季高发的一个指征。两个气象因素叠加都在“暗示”今年冬季有可能会出现霾高发的状态。

二、            月亮赤纬角极小值惹的祸

我在2013年12月5日指出，2014-2016年处于月亮赤纬角极小值时期，是高温、干旱、强震、低温冻害、雾霾等极端灾害的频发时期，月亮赤纬角接近最小值18.6度，潮汐南北震荡较弱，形成有利于雾霾的气象条件。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，潮汐南北震荡幅度变小，冷空气活动减弱，有利于雾霾天气的生成。

2013年雾霾天气加重只是前兆，今后三年可能持续加重。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-737194.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-747141.html

事实上，2013年1月和12月中国雾霾加重，2014年1月和10月中国雾霾加重，12月雾霾将更加严重，逐年雾霾加重已成为定向趋势。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，潮汐南北震荡幅度变小，冷空气活动减弱，有利于雾霾天气的生成。人们必须做好预防更严重雾霾的准备。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-837385.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-837574.html

图1  1960-2013年中国雾霾日数历年变化

月亮赤纬角最小值时期为1959-1960年、1977-1979年、1995-1997年、2014-2016年，月亮赤纬角最大值时期为1968-1970年、1986-1988年、2005-2007年、2024-2025年。从图1 中可以看到，月亮赤纬角最小值时期对应雾霾高峰，月亮赤纬角最大值时期对应雾霾低谷。原因在于月亮赤纬角最大值时期月亮潮大幅度的潮汐南北震荡，激发冷空气南北流动幅度加大，减弱了雾霾的形成条件。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-843946.html

我在2014年5月23日指出，2014年开始至今，在全球范围内，极端天气频发。暴雪、龙卷风、暴雨、强震、高温、低温冻害、中国雾霾等灾害频繁发生，很多人将其归因于尚未发生的厄尔尼诺现象，颠倒了因果关系，忽视了真正的灾害元凶。我认为，全球灾害频发的原因在于2014至2016年正处于月亮赤纬角最小值时期。

http://news.sina.com.cn/c/2014-05-23/184730213891.shtml

我们的研究表明，2014-2016年月亮赤纬角极小值是导致我国雾霾高发的天文背景，2015年12月至2016年1月为弱潮汐时期，增强我国的季节性雾霾。2015年厄尔尼诺和高温干旱是雾霾高发的气象条件。2015-2016年雾霾高发不可避免，减轻雾霾是一项极其艰巨的任务。

月亮赤纬角变化还会产生27.3天和13.6天的大气潮和海洋潮南北震荡幅度变化周期，对形成雾霾的静稳天气有重要影响（LiG Q, 2005）。中国气象局的数据显示，2013年12月初的雾霾波及25个省份，100多个大中型城市，安徽、湖南、湖北、浙江、江苏等13地雾霾天数均创下历史纪录。

权威数据显示，2013年以来，全国平均雾霾日数为29.9天，较常年同期偏多10.3天，达到52年来的峰值。2014-2016年月亮赤纬角最小值导致2013年雾霾高发，并将在今后三年持续高发。52年前，1959-1960年月亮赤纬角最小值导致前一周期的雾霾高发。

我们的研究表明，2014-2016年月亮赤纬角极小值是导致我国雾霾高发的天文背景，2015年12月至2016年1月为弱潮汐时期，增强我国的季节性雾霾。2015年厄尔尼诺和高温干旱是雾霾高发的气象条件。2015-2016年雾霾高发不可避免，减轻雾霾是一项极其艰巨的任务。

我们在2014年4月撰文指出，1998年是最热的年份，1995-1997年月亮赤纬角最小值产生的弱潮汐南北震荡是原因之一；自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是原因之一。

当月亮在南（北）纬28.6度（月亮赤纬角最大值）时，高潮区在12小时后从南（北）纬28.6度向北（南）纬28.6度震荡一次，大气和海洋的南北震荡将产生巨大的能量交换并搅动深海冷水上翻到海洋表面降低气温。相反。当月亮在南（北）纬18.6度（月亮赤纬角最小值）时，潮汐南北震荡的振幅减少三分之一，这是以18.6年为周期的潮汐南北震荡作用比其他周期的潮汐东西震荡作用更显著的原因。太阳在南北回归线时也会产生潮汐南北震荡运动。2014-2016年月亮赤纬角最小值可能导致中国干旱和全球高温（杨冬红等，2008）。

月亮赤纬角变化还会产生27.3天和13.6天的大气潮和海洋潮南北震荡幅度变化周期，对形成雾霾的静稳天气有重要影响（LiG Q, 2005）。中国气象局的数据显示，2013年12月初的雾霾波及25个省份，100多个大中型城市，安徽、湖南、湖北、浙江、江苏等13地雾霾天数均创下历史纪录。权威数据显示，今年以来，全国平均雾霾日数为29.9天，较常年同期偏多10.3天，达到52年来的峰值。2014-2016年月亮赤纬角最小值导致2013年雾霾高发，并将在今后三年持续高发。52年前，1959-1960年月亮赤纬角最小值导致前一周期的雾霾高发。

根据月亮赤纬角极值与日月大潮的叠加可计算得出，每年11月至次年1月的潮汐组合类型有利于雾霾的形成，每年2月-4月的潮汐组合类型不利于雾霾发生；每年5-7月潮汐组合类型有利于雾霾发生，每年8-10月潮汐组合类型不利于雾霾发生，潮汐组合类型转化的周期为6个月。这个半年周期是固定的，每年都是这样（杨冬红等，2007a）。与雾霾季节性相叠加，雾霾频发期是每年的1月和12月。

吴兑等人指出，1951-2005年中国大陆霾的时空分布特征明显，就中国大陆而言，12和1月霾天气日数明显偏多，2个月霾日数的总和达到了全年的30%；9月霾天气日数最少，约占全年的5%（吴兑等，2010）。这一研究结果与潮汐类型的划分完全一致。2013年的中国雾霾首发在1月，并于12月进入高潮。预计2014年1月会仍保持高发态势。作者的理论推导在科学网上得到2014年1月实践的验证，表明大气潮对天气和雾霾影响的真实存在。

我们在2014年指出10月长春缘何多霾，2015年的雾霾会继续加重。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-929003.html

三、            厄尔尼诺作祟今冬雾霾发生概率大

我们在2015年10月9日阐述了月亮赤纬角最小值和厄尔尼诺对雾霾的影响。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-926781.html

2015年10月03日联合早报报道，由于厄尔尼诺现象导致久旱不雨，令印尼灭林火以遏止烟霾的努力受挫。美国宇航局科学家罗勃·菲尔德警告，此次烟霾危机或超越1997年成为历来最严重的一次。当年霾害导致本区域经济损失高达90亿美元，而新加坡经济损失近三亿美元。

（雅加达法新电）美国及印度尼西亚科学家指出，厄尔尼诺现象造成久旱不雨，令印尼扑灭林火以遏止烟霾的努力受挫，因此，目前东南亚多国面对的霾害会进入最严重烟害之列，造成的损失可能和上世纪1997年的烟霾危机一样糟糕。

美国宇航局（NASA）戈达德太空研究所科学家罗勃·菲尔德警告，此次烟霾危机料将是自1997年以来最严重的一次，而且其程度可能有过之而无不及。

他说：“新加坡和苏门答腊东南部目前的烟霾接近1997年时的情况，如果气候持续干旱，今年将会进入记录上最严重霾害之列。”

总部位于印尼的国际林业研究中心的烟霾专家亨利·布尔诺默也认同当下的情况类似于1997年，并指今年林火的范围之广令人震惊。“我相信今年林火造成的影响所带来的损失，会和1997年一样糟。”

他指出，更糟糕的是，目前苏门答腊的干旱还未到达峰值期，预料接下来还会有更多烟霾，情况可能持续到下个月。

东南亚曾于1997年遭遇严重霾害危机，当年林火失控狂烧，造成本区域面临高达90亿美元（约130亿新元）的经济损失。当时新加坡持续三个月笼罩在烟霾中，国家经济损失近三亿美元（约四亿新元）。

http://www.zaobao.com/news/sea/story20151003-533277

图2 广州过往50年空气污染史

厄尔尼诺对雾霾的影响在图2中也有表现，1963年、1965年、1968-1969年、1972年、1976年、1982-1983年、1986-1988年、1992-1994年、1997年、2002年（开始上升）、2006年、2009年的厄尔尼诺都对应雾霾天数的高峰值。

拉尼娜的作用正好相反，最典型的事例是，1998-2000年最强拉尼娜事件导致广洲雾霾从1998年高峰降低到2002年低谷，2002年的厄尔尼诺才使曲线再次上升。

除了都发生强厄尔尼诺之外，1995-1997年和2014-2016都是月亮赤纬角最小值时期。这两个重要的相同点使它们有许多相似之处。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-791339.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-766497.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-792743.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-818548.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-826059.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-828641.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-926781.html

四、            2014-2016年月亮赤纬角最小值时期雾霾进入高发期

我在2013年12月5日指出，2014-2016年处于月亮赤纬角极小值时期，是高温、干旱、强震、低温冻害、雾霾等极端灾害的频发时期，月亮赤纬角接近最小值18.6度，潮汐南北震荡较弱，形成有利于雾霾的气象条件。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，潮汐南北震荡幅度变小，冷空气活动减弱，有利于雾霾天气的生成。

2013年雾霾天气加重只是前兆，今后三年可能持续加重。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-737194.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-747141.html

事实上，2013年1月和12月中国雾霾加重，2014年1月和10月中国雾霾加重，12月雾霾将更加严重，逐年雾霾加重已成为定向趋势。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，潮汐南北震荡幅度变小，冷空气活动减弱，有利于雾霾天气的生成。人们必须做好预防更严重雾霾的准备。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-837385.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-837574.html

2015年极强厄尔尼诺增强了2014-2016年月亮赤纬角极小值的致霾作用。

参考文献

1. 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, 23(6): 1813~1818

2. 杨冬红，杨学祥。澳大利亚夏季大雪与南极海冰三个气候开关。地球物理学进展。2007，22（5）：1680-1685。

3. 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.

4. 杨冬红,杨学祥. 北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(2): 610-615.

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-926781.html

相关报道

厄尔尼诺作祟今冬雾霾发生概率大

南京日报2015-11-27 07:29:31

　　本报讯(通讯员方向贾冰记者葛妍)对付雾霾最好的利器就是“等风来”，最近，来自北方的强冷空气吹跑了南京空气中的污染物，不少网友在网上又晒起蓝天。11月25—27日，“全国气候系统研究学术研讨会”在南京信息工程大学召开，有与会专家研究发现，气候变化是霾的“帮凶”。今年是厄尔尼诺年，因此今冬雾霾的发生概率也会加大。

　　“快速的经济发展和城镇化导致的污染物排放增多是霾天气增多的主因，燃煤、交通和浮尘等是大气污染物的主要来源。但气候变异和气候变化也对大气污染造成了不容忽视的影响，经常是导致霾的‘帮凶’。”中国气象学会理事长、南京信息工程大学王会军院士在其《我国霾污染及气候变化的影响》的报告中称，东亚冬季风减弱、副热带西太平洋海温负异常、北极秋季海冰减少等在一定程度上加剧华北地区或东部地区的霾发生频数和严重程度。

　　王会军院士在报告中分析了1961—2012年间的华北地区霾发生情况，大范围的霾事件也有着明显的季节特征。统计显示，1961—2012年间发生大范围雾霾事件的天数为491天，其中冬季发生365天，约占74%。就华北地区而言，冬季是雾霾发生的“重灾区”。

　　“东亚冬季风减弱的情况下，地表风速也减弱，冷空气活动减弱，湿度减少，这样就越有利于霾的形成。”王会军研究还发现，当热带东太平洋海温偏高，像今年这样的厄尔尼诺年份，中国华北地区的霾发生的概率会加大，而南京地区的霾发生概率也大致趋同，要警惕霾可能高发。另外，北极秋季的海冰减少的话，华北地区冬季的霾也容易高发，而今年秋季北极海冰偏少，也是霾有可能在冬季高发的一个指征。两个气象因素叠加都在“暗示”今年冬季有可能会出现霾高发的状态。

　　“无论是厄尔尼诺还是拉尼娜、北极秋季海冰等等，这些指标都可能为雾霾的季节性趋势预报提供参考。”王会军说。

编辑:廉昕朦

http://js.xhby.net/system/2015/11/27/027147832.shtml