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小冰期瘟疫频发的原因:太阳黑子延长极小期

已有 1097 次阅读 2021-10-31 14:04 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

小冰期瘟疫频发的原因:太阳黑子延长极小期

                         吉林大学:杨学祥,杨冬红

 

   小冰期的成因


删除 回复 |赞[1]王奕霖   2021-10-29 07:51

 

杨老师,太阳刚刚爆发X1级别的太阳风暴!https://www.spaceweather.com/

杨学祥 回复 王奕霖  关注新冠疫情的响应。

2021-10-29 10:301 楼(回复楼主)赞|回复

王奕霖 回复 杨学祥  杨老师,有人说太阳活动的峰值跟谷值,太阳辐射的强度变化可能只有千分之一,这么小的差异如何产生在地球产生病毒跟其他一些事情的周期变化啊?

2021-10-31 08:202 楼(回复 1 楼)赞|回复

杨学祥 回复 王奕霖  这千分之几的太阳能量集中在杀毒最强的波段。

2021-10-31 10:273 楼(回复 2 楼)

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1308944.html

 

      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。这个时期也正是蒙德太阳黑子超长极小值时期,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(见表1)。

       2014921日我们的研究表明,1996-2008年已进入21世纪太阳黑子超长极小期,严重低温和病毒爆发将成为大势所趋。2009年甲型流感爆发仅仅是一个最初信号。

       回顾15-17世纪小冰期时代的瘟疫横行,我们必须做好迎接未来低温期带来的瘟疫和多种病毒爆发的准备。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6186470f0102v186.html

 

1  太阳活动、坏天时代、瘟疫、强潮汐和低温期的对应关系

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1233555.html 

 

      能量大小质疑:太阳的辐射输出变化于0.1~0.3% 的水平上

 

对宇宙飞船测量数据的分析确定,太阳的辐射输出变化于0.1~0.3% 的水平上。大量观测数据表明,地质环境记录的气候变化与由地球轨道引起的太阳辐射量的变化有较好的一致性。现代科学研究不仅需要相关数据的统计分析,而且需要相关机制的能量计算。这一问题的争论焦点是,地球接收到的太阳能量变化是否足以引起地球气候长周期(冰期和间冰期)和短周期(小冰期与小气候最适期)的相互转变。Eddy等人估计,太阳常数变化引起的气候响应与正常发生的变化相比是很小的——太阳常数的变化至多使地球表面的温度受到零点几度的扰动,问题的关键在于能够激发低层大气发生变化的机制。

 

            海底藏冷效应和海洋锅炉效应

 

        赤道热两极冷是太阳能量纬度不均匀分布造成的。由于大气热容量低,大气热对流不能改变这一基本规律。海水则不同,其热容量大,热对流的传热效果十分显著。计算表明,每立方米的水和空气温度降低一度所释放的能量分别为4180000焦尔和1290焦尔,前者是后者的3240[17]。这个巨大差别可从海洋性气候和大陆性气候的比较中看到。气象学家张家诚指出,瓦伦西亚岛和赤塔同在北纬52度附近,前者位于爱尔兰的大西洋岸,属于海洋性气候,后者位于亚洲大陆内部,属于大陆性气候。虽然纬度相近,但温差在一年内的分布相差悬殊。一年内最冷和最热月份温度的差值,在瓦伦西亚只有7.9度,在赤塔则为46.1度,大于前者5.5倍之多。前者年均温度为摄氏10.3度,后者为零下3度,差值为13.3度。这说明海洋的内能多于大陆,海洋是大气热量的重要供应者。

海水因为含有平均约3.5%的盐分,所以它的最大密度约出现在摄氏负2度左右,恰好与海水开始结冰的温度很接近。两极临近结冰的海水密度最大,源源不断地沉入两极海底,自转离心力使较重的海水向赤道海底运动,形成全球巨厚的海底冷水层。由于太阳辐射不能进入这个领域,“冷”被安全地封存在海底,冷水领域还不断扩大。赤道海水表层热水在上、冷水在下,垂直方向只有热传导、没有热对流。随着海洋冷水区的不断扩大和赤道海洋表层热水区的不断缩小,赤道和两极的温差也不断加大,形成中、高纬度地区的冰盖和冰川。我们称这个过程为海底藏冷效应。它是海气相互作用的典型范例,大气中的“冷能”由此而进入海洋。冰雪反射太阳辐射,随着冰雪面积的不断扩大,地表接受到的太阳能量越来越少,使大气和海洋越来越冷,冰期有一个长期的“冷积累”过程。

由于内核相对地壳地幔的差异旋转,太阳辐射达到最大值时使核幔角动量交换达到高峰,部分旋转动能转变为热能积累在核幔边界赤道区(此处核幔速度差最大,积累的热能最多)。超级热幔柱(羽)由核幔边界赤道热区升起,在海底赤道区喷发,加热了底层海水,并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环,降低了赤道和两极大气的温差,使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上,消除了海洋藏冷效应的“冷源”,形成全球无冰温暖气候,产生晚白垩纪赤道海洋表层低温之谜(当时温度为摄氏21度,比现代低6.5度)。我们称这个过程为海洋锅炉效应。有证据表明,随着热幔柱喷发强度的减弱,近一亿年间海洋底层水冷却了摄氏15度,大气冷却了10~15度。这是典型的地、海、气相互作用。计算表明,一亿二千万年前形成翁通爪哇海台的海底热幔柱喷发,其释放的热量可使全球海水温度增高33度。有证据表明,在古新世末不到6000年的时间内大洋底层水增温40C以上。海底火山活动引发的深海热对流在全球气候变化中的作用不容忽视。

目前海洋底层温度为摄氏2度,它为大气提供了充足的冷源。


 

  1 海底藏冷效应和海洋锅炉效应

                

           美国科学家季林的强潮汐降温作用

 

美国科学家相信,即使没有温室效应地球自己的卫星月球也会使地球的温度上升。加州大学圣地亚哥分校海洋学研究所的查尔斯季林2000年在美国科学院院刊上指出,月球通过影响地球上的潮汐使地球的温度上升。

9年前杰拉尔德邦德通过分析大西洋底的沉积层,发现地球的寒冷期和温暖期出现有规律的波动,波动周期大约为1500~1800年。季林认为,地球、月亮和太阳相对位置的变化会引起潮汐强度的逐渐变化,其周期与邦德提出的“气候周期”是一致的。当日、地、月排成一线且相互距离最小时,日月引潮力相互加强而变为最大,地球海洋潮汐规模也最大,这时就有更多来自海洋深处的冷水被带到海面。这些冷水可以冷却海洋上的空气。当日、地连成的直线与月、地连成的直线相互垂直时,太阳潮汐减弱月球潮汐,使地球海洋潮汐变小,这时海洋深处的冷水很难被带到海面,世界就变得暖和。据季林的计算,大约在1425年即小冰期的末期,潮汐达到了最大值,从那以后逐渐减弱,直到3100年潮汐又达到最大值。这个周期是过去1万年气候变迁的主要动力。这个效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到24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。

除了1500-1800年和200年潮汐长周期外,潮汐中周期为准60年、54-56年、22年、18.6年和11年。特别是54-56年周期(拉马德雷周期),在全球气候变化中起非常明显的作用。


   潮汐强度变化和气温变化的1800年周期

 

由此可见,太阳的辐射输出变化于0.1~0.3% 的水平上,并不是其形成小冰期的障碍:多种效应长期积累的太阳能量是关键。

我们的研究表明,太阳黑子具有1122年周期,在太阳黑子循环和气候效应之间存在着关联。太阳黑子极小期的平均周期为11年,太阳黑子延长极小期的平均周期为179-200年。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1)。

 

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





1570-1600


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





1850-1860

1870-1890

1900-1920


21世纪

2007-??

1997-??

1974

1980-??

低温?

 

多因素叠加是小冰期发生的根本原因,导致15-17世纪小冰期出现有多种原因。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-956658.html

 

 

太阳辐射的强度变化可能只有千分之一:不是灭杀病毒的障碍

 

太阳光的能量主要集中在可见光波段和短波红外,地球大气上界的太阳辐射光谱的99%以上在波长 0.154.0微米之间。大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.40.76微米),7%在紫外光谱区(波长<0.4微米),43%在红外光谱区(波长>0.76微米),最大能量在波长 0.475微米处。


太阳光谱.jpg

3 太阳光谱

http://blog.sciencenet.cn/blog-474887-1035120.html

 

太阳活动的峰值跟谷值,太阳辐射的强度变化可能只有千分之一,这是对太阳辐射总体而言。事实上,在太阳黑子峰值时期,太阳辐射的强度变化集中在紫外线光谱区,在太阳黑子最多的年份,紫外线部分某些波长的辐射强度可为太阳黑子最少年份的20倍。这是太阳黑子延长极小期瘟疫频发的原因。

太阳黑子和紫外线变化,不仅有周期性的极值变化,而且有季节性变化和地球轨道变化。


大气上界的太阳辐射强度取决于太阳的高度角、日地距离和日照时间。

太阳高度角愈大,太阳辐射强度愈大。因为同一束光线,直射时,照射面积最小,单位面积所获得的太阳辐射则多;反之,斜射时,照射面积大,单位面积上获得的太阳辐射则少。太阳高度角因时、因地而异。一日之中,太阳高度角正午大于早晚;夏季大于冬季;低纬地区大于高纬度地区。

日地距离是指地球环绕太阳公转时,由于公转轨道呈椭圆形,日地之间的距离则不断改变。地球上获得的太阳辐射强度与日地距离的平方呈反比。地球位于近日点时,获得太阳辐射大于远日点。据研究,1月初地球通过近日点时,地表单位面积上获得的太阳辐射比7月初通过远日点时多7%。

太阳辐射强度与日照时间成正比。日照时间的长短,随纬度和季节而变化。

 https://baike.sogou.com/v239768.htm?fromTitle=%E5%A4%AA%E9%98%B3%E8%BE%90%E5%B0%84%E5%BC%BA%E5%BA%A6


 流感病毒为什么爆发于冬季?

    

图1 一年中紫外线量的变化(把7月的量作为1000来计算的相对值)

       我国的冬季为前一年12月到次年2月,是一年中紫外线最低值时期;在美国较冷的秋季,冬季和春季出现流感高峰,从10 月到次年 5 月,避开了紫外线夏季高峰。这说明,流感高峰与低温和紫外线低值有关。季节性变化可达40%。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1231632.html


1 2007-2019年太阳黑子缺席记录

https://www.sohu.com/a/363725630_100082182


参考文献

 

1. 杨冬红,杨学祥,刘财。20041226印尼地震海啸与全球低温[J]。地球物理学进展。2006213):10231027

Yang Donghong,Yang Xuexiang, Liu Cai. Global low temperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) inIndonesia[J].Progress in Geophysics, 2006, 213: 10231027.

2. 杨冬红,杨德彬,杨学祥. 2011. 地震和潮汐对气候波动变化的影响[J]. 地球物理学报, 544):926-934

Yang D H,Yang D B, Yang X X, The influence oftidesandearthquakes in globalclimatechanges. Chinese Journal of geophysics (in Chinese),2011, 54(4): 926-934

3. 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。200823 (6): 18131818YANG Dong-hong, YANGXue-xiang. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdownof global warming. Progress in Geophysics. 2008, 23 (6): 18131818.

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. YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. Studyon the relation between ice sheets melting and low temperature in NorthernHemisphere. Progress in Geophysics. 2014, 29 (1): 610615.

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 D H,Yang X X. Study oncause of formation in Earths climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677.

6. 杨冬红. 2009. 潮汐周期性及其在灾害预测中应用[D][博士论文].长春:吉林大学地球探测科学与技术学院.

Yang Dong-hong. 2009.Tidal Periodicity and its Application in Disasters Prediction[D]. [Ph. D.thesis]. ChangchunCollege of Geo-exploration Science and Technology, Jilin  University.

7. 杨冬红杨学祥.2013.a 地球自转速度变化规律的研究和计算模型地球物理学进展, 281):58-70

Yang D H, Yang XX. 2013a. Study and model on variation ofEarths Rotation speed. Progress inGeophysics (in Chinese), 281):58-70.



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