小冰期和温暖期的交替发生与强震周期

                          杨学祥，杨冬红（吉林大学）

       关键提示：对于北京地区而言，这是天大的好消息：近2000年的地震资料显示，北京地区强震集中发生在小冰期时期，15-17世纪小冰期结束以来，北京地区强震处于休眠期，休眠期将持续到24世纪变暖高峰。而下次北京地区的强震活跃期将发生在下次小冰期，其高峰时期在3107-3452年。

       中国8级以上地震分布给出了相同的结论：东部地区集中发生在小冰期时期；西部地区和台湾地区集中发生在全球变暖时期。中国8级地震的分布特征非常明显：小冰期集中在东部，温暖期集中在西部（台湾除外）。这为我国抗震防震指明了方向。特别值得指出的是，北京地区的强震也集中在小冰期时期发生，全球变暖有利于中国东部和北京地区的地震安全。

       关键词: 气候变化, 地震周期, 地壳均衡, 太阳黑子超长极小期

      中世纪暖期（Medieval Warm Period，简称为MWP ），又称为中世纪气候最佳期（Medieval Climate Optimum）

      中世纪暖期是欧洲中世纪时代的一个不寻常的温暖期，从大约十世纪一直持续到十四世纪。也有人认为，更适合这个时期的名字是“中世纪气候异常期”（Medieval Climate Anomaly）。中世纪暖期通常与全球变暖和温室效应的讨论有关。

       最初关于中世纪暖气和接下来的小冰期的研究大部分是在欧洲完成的，因为在那里大气资料保存得非常完善和清楚。最初人们认为温度的变化是全球性的。但是，这种观点已经被质疑。IPCC（政府间气候变化小组）2001年的报告说：“当前的证据并不能证明在上述时间段中，气温的异常有着全球性的同步状况。而且传统的‘小冰期’和‘中世纪暖期’这样的术语看来，似乎已经在说明长大数个世纪的北半球或全球气温变化状况统一性时，产生了一些阻碍。”

       在中世纪暖期中， 欧洲和南部不列颠开始种植酿酒用的葡萄，尽管种植量与今天相比差得很远。维京人利用解冻的海面，在格陵兰和其他北部的边远地区殖民。中世纪暖期之后是气温较低的小冰期，后者一直持续到全球变暖开始的十九世纪。

https://baike.sogou.com/v74140017.htm?fromTitle=%E4%B8%AD%E4%B8%96%E7%BA%AA%E6%9A%96%E6%9C%9F 

       1.   中国近五千年来气候变迁

       事实上，5000年的中国文明历史表明，气候变化最突出和最显著的变化莫过于小冰期和温暖期的交替发生。

       著名气象学家竺可桢先生于1972在《考古学报》上发表《中国近五千年来气候变迁的初步研究》一文，他利用出土文物和长时期的历史记载，对我国近5000年来的气候变迁进行讨论，并绘制出“近5000年来中国气温变迁图”。根据竺可桢的研究，近5000年的气候可以分为四个温暖期和四个寒冷期，变化周期平均为1250年：

图1 1万年来挪威雪线高度（实线）和近5000年中国气温（虚线）（竺可桢，1979）

      从大约公元前3000年到公元前1100年为第一个温暖期，竺可桢推测这一时期“比现在年平均温度高2℃左右，正月份的温度高3 5℃。”（此处的“现在”，指1950年前后的数据，下同。2000年的平均气温比1950年约高0.5℃。）当时竹类植物分布在黄河流域。在这一温暖期，我国各地的新石器文化蓬勃发展起来。

       从大约公元前1100年到公元前850前的西周前期是第一个短暂的寒冷期。

从大约公元前770年到公元初的秦汉时期是第二个温暖期，这一时期的年平均气温大约比现在要高2℃，这一时期我国的文化十分繁荣。

       从大约公元初到公元600年的南北朝时期，进入第二个寒冷期，在这一寒冷期，北方游牧民族不断南下，汉族政权不得不偏安于江南。

       从大约公元600年到公元1000年的隋唐时期是第三个温暖期，此时长安（现在的西安）的冬天无冰无雪，而且还种有柑桔。汉民族在这个温暖期又一次达到了强盛的高峰。

       从大约公元1000年到公元1200年的两宋时期，进入第三个寒冷期，这一时期年平均温度比现在约低2℃。

经过公元1200年到公元1300年短暂的第四个温暖期后，从公元1400年到现在，中国的气候又进入了一个较长的寒冷期。在最后一个寒冷期，从事农业的汉民族的发展走下坡路，而北方游牧民族不断南下。

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图2 中国历史气候（近8000年来一部分）

图3  1700年中国温度波动趋势图

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          2.  太阳活动事件、北京地区强震和气候变迁的对应性

表1  太阳活动事件大概的区间

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表2  太阳活动、强潮汐、低温期和北京地区地震的对应关系(表1订正)

Table 2 The relation of solar activity, volcanic eruption, tides，lower temperature and earthquakes in Peking

注：本文刊登在《2019天灾预测总结研讨学术会议文集》127-132页，天灾预测专业委员会、翁文波基金、北京工业大学地震研究所，2019年11月，北京。

3.       有史以来我国共发生过18次8级地震

我国是个地震多发国家，有记载以来发生震级M≥8.0地震共有18次，自公元前1177年至公元1969年，除资料不确切外，共发生震级M≥5.0地震2097次（部分数据为史料推断）。1970年至2007年年底，中国（含边界附近）共发生震级M≥5.0地震约4500余次（真实记录）。

中国8级地震的重复期有长有短，从表中数据来看，最短重复期为一年，西藏1950年和1951年分别发生8.5级和8级地震，707年以来仅发生过一次。中国8级地震的平均重复期为30年，前300年平均150年发生一次，后300年平均23年发生一次。前600年发生8次，后100年发生10次。8级地震重复期有明显的逐渐缩短的趋势（见表2）。

从表1中可以发现，中国8级地震的分布特征非常明显：小冰期时期集中在中国东部，温暖期时期集中在中国西部（台湾除外）。这为我国抗震防震指明了方向。

表3 中国M≥8.0地震基本信息表（部分为推算震级）

（资料来源科学出版社1977年出版的《地震学基础》第9～10页，部分资料来自中国地震目录，CEIC.ac.cn制图）

http://www.ceic.ac.cn/contents/background/background4.jsp

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-423286.html 

4.       北京地区的强震也集中在小冰期时期发生

中科院院士马宗晋指出，在十五世纪至十七世纪的二百余年内，全球强震发生频繁，其它自然灾害也很集中，如瘟疫流行，低温冻害严重，被称为小冰期时期。这个时期也正是太阳黑子蒙德极小值时期^[1]，太阳活动处于低值状态，有人把它看作是小冰期气候产生的原因。事实上，小冰期是太阳活动、强潮汐、地震火山活动共同作用的结果（表1-3，图1-3）。

北京地区处于华北平原地震带、山西地震带和张家口-渤海地震带交汇之处，历史上曾发生过294年延庆东6级、1057年大兴南6.8级、1484年延庆6.8级、1536年通县南6级、1665年通县6.5级、1679年三河-平谷8级和1730年京西颐和园6.5级等一系列破坏性地震。北京中心城区也曾发生1076年5级地震、1627年5级地震。其中，三河-平谷8级地震伤亡近10万人，大兴6.8级地震死亡2.5万人，颐和园6.5级地震伤亡457人。

http://www.kepu.net.cn/gb/ydrhcz/ydrhcz_zpzs/ydrh_201904/201904/t20190416_32580.html 

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。

图4  潮汐强度1800年气候变化周期（据查尔斯·季林，2000）

5.       冰川地壳均衡运动是8级地震频发的主因 

北京地区6级以上地震的统计规律是发生在小冰期时期和太阳黑子延长极小期的概率最大，值得相关部门关注。小冰期造成的冰盖增大和海平面下降，将产生洋壳上升和载冰陆壳下降，形成规模不等的地壳均衡运动，是中国东部8级地震发生的主要力源。

同理，温暖期造成的冰盖融化和海平面上升，将产生加载的海洋地壳下沉，卸载的原冰盖陆壳上升，形成洋壳下降和陆壳上升的均衡运动。青藏高原冰川的融化是中国西部地震频发的主导力源。

参考文献

1.       马宗晋, 杜品仁. 现今地壳运动问题[M]. 北京: 地质出版社, 1995, 10: 99-102.

2.       Keeling C D, Whorf T P. The 1800-year oceanic tidal cycle: A possible cause of rapid climate change [J]. PNAS, 2000, 97(8): 3814-3819.

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. Yang D H, Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climate changes. Chinese Journal of geophysics (in Chinese), 2011, 54(4): 926-934

4.       郭增建, 郭安宁, 周可兴. 地球物理灾害链[M]. 西安地图出版社, 2007: 111-114,146-158.

      5.  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. Yang X X, Chen D Y. Study oncause of formation in Earth’s climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677.