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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太阳黑子异常带来的灾难:超长极小期与经济危机

已有 6284 次阅读 2016-4-25 18:40 |个人分类:科技点评|系统分类:观点评述| 次小冰期, 太阳黑子, 自然周期, 经济危机, 超长极小期

太阳黑子异常带来的灾难:超长极小期与经济危机

                              杨学祥,杨冬红

 

汪品先院士指出,恰如政治家需要从历史中吸取教训一样,科学家在预测人类社会生存环境变化时,也要从古气候、古环境的研究中寻求类比,发现规律。

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。

目前,太阳正处在第24活动周的高峰年,其活动理应处于最活跃的时期。然而,太阳活动强度明显不及上一个活动周,甚至出现太阳表面连黑子都没有了这种罕见现象。这个太阳活动高峰年百年来最弱。有科学家指出,如果这种情况继续发展下去,太阳将沉入超长的最低活动期。目前科学界仍然在探讨太阳黑子周期是如何影响全球气温的。有人认为地球将进入所谓的小冰河期,有人称会在2020年之前,有人则称会更早。

 

一、2008年未出现太阳黑子的天数达到了266

 

太阳活动大致11年为一周期,其标志性的太阳黑子数量反复增减。然而上一次的极小期过去了12年之久,仍不见黑子数量增长。在20089月的某一时点上,完全观测不到太阳黑子的天数达到了50天以上,美国宇航局宣布“这至少是50年一遇的静止状态”。进入2009年后,太阳黑子的静止状态仍在延续,根据日本国立天文台的观测,观测到有太阳黑子的天数,1月为4天,2月仅1天,相当静寂。

根据比利时皇家天文台的观测,2008年未出现太阳黑子的天数达到了266天,这一数据的出现距1913年记录的观测史上天数最多的311天已经有95年之久,是仅次于1901年的287天和1878年的280天的历史第四低的纪录。2008年的年平均太阳黑子数量2.9也是自1913年的1.4以来,95年后的最低点。而20098月平均太阳黑子数为0,更是创下了19136月以来96年内的最低纪录。而且,2009年的年平均太阳黑子数只有2.4,也是96年以来的低点,这岂止是“50年一遇”?美国宇航局修正为“大致百年一遇”。

 

二、太阳活动与经济危机的对应性

 

反观世界经济,2008年,美国受当年9月爆发的雷曼事件冲击,金融危机日益严重,进而波及全世界,以至于美国前联邦储备委员会主席艾伦·格林斯潘认为,这是“百年或五十年一遇的事态”。这也恰恰暗合了太阳黑子的异动。

世界经济景气在2009年达到谷底,是因为此时正处于百年一遇的太阳黑子极小期间?

岛中雄二是三菱UFJ证券股份公司顾问、经济循环研究所所长、早稻田大学研究生院公共管理研究科客座教授、经济景气循环学会常务理事,1987年,他写出了《太阳景气经济学》一书,专门探讨如何通过观察太阳黑子的活动来预测人类社会的经济景气周期,试图运用物理学的方法来分析解释这些社会经济现象。他在书中指出,1929-1933年的世界严重经济危机和20世纪70年代的世界通货紧缩,都与太阳黑子极小有关。

  研究太阳活动与经济的关系,岛中雄二其实并不是世界第一人。早在19世纪,就已经有经济学家对此进行研究了。而他们的研究与分析,都颇为新奇。

  开创了近代经济学的英国经济学家威廉·斯坦利·杰文思,1878年就在科学杂志《自然》上发表了论文《商业危机和太阳黑子》。在论文中,他发现当时推定平均为10.45年的太阳黑子活动周期,和他计算出的17211857年欧洲经济危机周期的10.466年大体一致。于是,他得出结论:太阳黑子活动造成印度和中国谷仓地带降雨量的增减,导致这些地区出现周期性的荒年和饥馑,从而给通过东印度公司进行对印、对华贸易的欧洲各国企业也带来了周期性的商业恐慌和信用危机。

  其后,1914年,美国的亨利·穆尔还发现因为太阳黑子的活动,密西西比河流域的降雨量和收成以8年的周期联动,这与物价和经济景气循环的变化一致。

  然而,1934年,权威的《经济学季刊》卷首发表了阿根廷大使馆加西亚·玛塔和哈佛大学费里克斯·谢夫纳的论文《太阳和经济的关系》,他们虽然同样标榜太阳黑子学说,却否定谷物收成说,这引起了大家的关注。根据他们的分析,从1876年到大萧条的1932年,这56年中,美国的农业生产和太阳黑子的数量变动无关,但工矿业生产却表现出了显著的相关性。于是,玛塔等人指出太阳紫外线辐射的周期性增减,有可能通过生物学途径影响人类的心理。

  1979年,东京大学副教授、太阳物理学家吉村宏和发现了太阳活动的55年大周期。他发现,欧洲饥馑和经济危机的发生,跟太阳活动的55年大周期惊人一致。

  资深评论员庞玉志评价,岛中雄二的观点不管听上去有多么匪夷所思,也不管你是不是像我一样在第一次听到这个说法时是多么嗤之以鼻,但是有一点是肯定的,那就是岛中雄二非常有力地证明了太阳黑子与金融危机的相关性。

  “岛中雄二的预测非常简单,他既没有看到美国的次贷危机(1987年似乎还没有),也没有看到中国会持有大量美国债券(这个当时绝对是没有),他的预测和经济本身没有太大的关系,他的立足点不是经济而是物理,是所谓“经济物理学”,他认为真正影响经济兴衰的是太阳黑子。”庞玉志说,太阳的活动是有规律的,经济的活动也是有规律的,也就是说都有各自的循环。既然太阳和经济都有它的循环规律,那么想把二者联系在一起并不困难。

  

三、太阳如何影响经济?

  

  太阳是如何影响经济景气度的?岛中雄二分析得出的原因主要有三。

  一是农林水产品收成说。在需求一定的情况下,如果太阳、气象循环导致某个地区农林水产品的供给周期性地减少或增加,会产生因原材料价格上涨或下跌,工业部门企业利润也就会下降或增加。同时,该地区的进口能力也将减弱或增强,而工业地区的出口也会减少或增加。

  二是人类心理说。太阳黑子数量的变化,使电磁平衡错乱并引起人类生理变化,导致包括企业家在内的大众对未来前景乐观和悲观的心理周期性地变动,从而左右投资、消费和估价。

  三是能源需求说。太阳活动的周期性冷暖变化,引起维持人类体温所需的卡路里的摄取量的变动,从而在根本上动摇了石化燃料消费和农林水产品需求的稳定。自然也影响了初级产品整体的价格变动,进而波及经济整体。

 

四、自然周期与经济周期的一致性

 

经济景气循环的波动或循环,根据其周期的长短,现在公认的有下面四种类型:1.基钦循环(KitchinCycle,短期循环)34年周期(与地球自转3-4年周期对应);2.朱格拉循环(JuglarCycle,中期循环,主循环)1011年周期(与太阳黑子和潮汐11年周期对应);3.库茨涅兹循环(KuznetsCycle,长期循环)2022年周期(与太阳黑子和潮汐22年周期对应);4.康德拉切夫循环(KondratieffCycle,长期波动)5060年周期和吉村循环55年周期(与太平洋十年涛动和潮汐50-70年周期对应)。

 1  PDO和世界经济长波的对应关系

   

1890-1924

1935-1946

1947-1976

1977-1999

2000-2035

拉马德雷

冷位相

暖位相

冷位相

暖位相

冷位相

 

1890-1913

1914-1944

1845-1973

1974-1995

1996-2020

世界经济长波

第三上升期

第三下降期

第四上升期

第四下降期

第五上升期

 

气候变化的历史是一个冷暖不断交替变化的过程,而在这一变化过程中,我们得到三种完全不同的对应经济发展模式: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[17]。其二、中国历史朝代更迭与200年太阳黑子超长极小期对应。其三、自1890年以来,世界经济长波的上升期对应拉马德雷的冷位相,世界经济长波的下降期对应拉马德雷的暖位相。即变冷时期对应人类社会经济上升,变暖时期对应经济下降(见表1和表2)。

这是三种不同强度、不同时间尺度的气候变冷过程,为1200年、200年和准60年周期。它表明,人类对短期低强度的变冷气候有很强的抵御能力,而对长期高强度的变冷气候仍然束手无策,特别是在能源和资源危机逐渐加深的未来。

 

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

                                                                           

 

 

五、小冰期时期真的会来吗?

 

目前,太阳正处在第24活动周的高峰年,其活动理应处于最活跃的时期。然而,太阳活动强度明显不及上一个活动周,甚至出现太阳表面连黑子都没有了这种罕见现象。这个太阳活动高峰年百年来最弱。有科学家指出,如果这种情况继续发展下去,太阳将沉入超长的最低活动期。目前科学界仍然在探讨太阳黑子周期是如何影响全球气温的。有人认为地球将进入所谓的小冰河期,有人称会在2020年之前,有人则称会更早。

杨冬红等(2011, 2013)指出,近20年的研究发现,潮汐极大期、地震火山活动频发期、太阳黑子超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(见表3)。

多因素叠加是小冰期发生的根本原因。导致15-17世纪小冰期和2020年“次小冰期”出现的原因有五:

其一、处于太阳黑子超长极小期

杨冬红等(2013)指出,国外资料显示,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200年气候周期的变冷初期。

其二、处于全球强震频发时期

郭增建(2002)指出,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。

其三、处于全球火山活动频繁时期

杨冬红等(2013)指出,现代火山活动有明显致冷的记录: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。最新发表的研究报告显示火山喷发导致了小冰期的到来。研究报告称,1275年到1300年之间,热带地区经历过四次大规模火山喷发,喷发出来的大量硫酸盐颗粒进入大气层上空反射了太阳辐射,使地球气温降低;1430年到1450年,也发生了一轮大规模火山喷发,与地震活动一样,火山喷发与气候冷暖变化导致的冰盖消长有关(见表2)。

其四、地球轨道周期

任振球(1997)指出,木星、土星、天王星和海王星使地球冬至时的公转半径发生相当稳定的准周期变化,与全球尤其北半球气温变化的间隔60年振动相一致。在20世纪初的低温期和60~70年代相对偏冷期,当时(19011960年)地球冬至时的公转半径分别延长了94(相当于日地距离的0.6%)57万公里;在30-40年代和80年代后的暖期,地球冬至时的公转半径(19402000年)分别缩短了7644万公里。2000-2020年地球冬至时的公转半径由极小值变为极大值,他推测2020年前后全球气候将进入相对冷期。

韩延本(2003)指出,分析了美国宇航局公布的起自19世纪中期的全球及南北半球的温度异常变化资料,得到它们存在约60年的准周期性波动的初步结果。该周期是它们的中周期波动的主要周期分量之一,它对调制温度的总体变化趋势可起到重要作用。分析表明,该周期分量是时变的,周期长度在19世纪略超过60年,之后缓慢变短,到20世纪后期月在55年至60年间。所谓人类活动造成的温室效应的加剧似乎并未有打乱这一周其分量的存在。这一周期与拉马德雷周期相对应。

其五、处于强潮汐活动时期

Keeling2000)指出,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。今后400年处于变暖高峰,下次小冰期将在3100年出现。

杨冬红等(2011)指出,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。

杨冬红等(2014)指出,潮汐变化还有月亮赤纬角最大值变化18.6年周期,与气候变化18.6年周期对应。杨冬红等(20082014)指出,1998年最热年记录与1995-1997年的月亮赤纬角最小值时期有关,此后16年气候变暖间断的原因之一是2005-2007年为月亮赤纬角最大值时期,2014-2016年月亮赤纬角最小值时期变暖增强,2023-2025年月亮赤纬角最大值时期变冷达到高潮。2014年和2015年最热年新纪录证实了理论预测的可靠性。

根据以往记录,21世纪太阳黑子超长极小期过程还将持续30年以上。2000-2030年为拉马德雷冷位相,百年极寒有可能发生,但规模较小,变冷规模要小于道尔顿极小期(见表3)。我们称之为“次小冰期”。综合因素表明,2020年气候变冷将达到高潮。

 

3 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

太阳黑子延长极小期

时间(年)

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

 

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

21世纪

2007-??

1997-??

1974

1980-??

次小冰期

 

参考文献

 

欧阳春艳。日本畅销书另类解读:经济危机与太阳活动一致。20120418 07:58 来源:长江日报。http://www.chinanews.com/cul/2012/04-18/3826983.shtml

岛中雄二. 太阳景气经济学. 北京:东方出版社. 2012. 1-20, 53, 59, 127.

杨冬红,杨学祥. 2013. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展, 28(4): 1666-1677.

 



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