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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特大暴雨的形成条件:“大气河”和“大气湖”东西漂移和南北震荡

已有 3741 次阅读 2022-1-1 06:23 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

                 特大暴雨的形成条件:“大气河”和“大气湖”东西漂移和南北震荡

                                            吉林大学:杨学祥,杨冬红


一、地球的章动及其原因

 

章动是在行星或陀螺仪的自转运动中,轴在进动中的一种轻微不规则运动,使自转轴在方向的改变中出现如“点头”般的摇晃现象(见图1)。

行星的章动来自于潮汐力所引起的进动,并使得岁差的速度不是常数,而会随着时间改变。这种现象是英国的天文学家詹姆斯·布拉德利在1728年发现的,但直到20年后才得到解释。

在地球,潮汐力主要来自太阳和月球,两者持续的改变彼此间相对的位置,造成的地球自转轴的章动。地球章动最大分量的周期是18.6年,与月球轨道交点的进动周期相同,然而,在更精确的的计算中还有其他值得注意的周期项目需要被加入。

章动的主要项目来自于月球交点的退行,两者有相同的周期,都是6798天(18.6年),在黄道上的黄经章动分量是17.24",垂直于黄道的斜章动是9.21"。另一个较明显的周期是183天(0.5年),章动分量分别是1.3"0.6",是黄赤交角造成的。月亮赤纬角的13.7天周期和18.6年周期是地球章动的重要原因。

 

日月引潮力产生的地球章动(网上资料)

 

二、日月引力对地球自转的影响:大气潮和海洋潮的南北震荡

 

2  黄道面、白道面和天球(网上资料)

受日月引潮力的影响,地球自转也有明显的0.5年和18.6年周期。前者与地球赤道和地球轨道面(黄道面)的夹角,即黄赤交角有关,后者与地球赤道面和月球轨道面(白道面)的夹角,即白赤交角(亦称为月亮赤纬角)有关(见图2)。

冬至时太阳光直射南回归线,白天太阳潮在南回归线达到最高潮,夜间太阳潮在南回归线达到最低潮,地球自转造成太阳高潮在南北回归线之间南北摆动地球扁率也相应变小,导致地球自转加速,夏至也有类似变化。相反,在春分和秋分,太阳在赤道米难,太阳潮南北摆动消失,地球扁率变为最大,地球自转速度变为最小。18.6年周期的月亮赤纬角变化对这一过程起到增强或减弱作用,不同年份有所不同。

实际上,每年4月9日-7月28日(110天)及11月18日-1月23日(66天)为地球自转加速阶段;1月25日-4月7日(72天)及7月30日-11月6日(109天)为地球自转减速阶段。以此形成地球自转的0.5年周期。

月亮赤纬角极大值在18.6度至28.6度之间变化,从而导致地球自转变化的18.6年周期,是大气潮和海洋潮南北震荡的主要动力。

给出了黄道面和白道面在天球中的位置,它们与赤道面的夹角分别为23.5度和28.6度,它们之间的夹角约为5度。

如果把大气圈和海洋圈作为一个整体来计算,而不仅仅是其表层流动,那么,应用三轴椭球体转动惯量计算公式的计算结果表明,当太阳的位置由南北回归线移向赤道,岩石圈的日长增量dT =0.00027s,相当于1/3704s,它是春分和秋分时的地球自转速度小于夏至和冬至时的自转速度的原因。当地球由远日点运动到近日点时,太阳引潮力增加10%,得日长增量dT= 0.00007s,相当于1/14286s。这使远日点的地球自转速度大于近日点的自转速度,从而使远日点处的增减速时间变长,近日点处的增减速时间变短。实际上,每年4月9日-7月28日(110天)及11月18日-1月23日(66天)为地球自转加速阶段;1月25日-4月7日(72天)及7月30日-11月6日(109天)为地球自转减速阶段。快慢时段的昼夜时间(日长)长短的差别不超过几千分之一秒,但是这种变化可以影响到气象事件,与计算值量级完全相符。

月亮引潮力是太阳引潮力的2.17倍,月亮赤纬角(即白赤交角)为18.6度(最小值时期)或28.6度(最大值时期),黄赤交角为23.5o。所以,月亮赤纬角变化可使日长发生0.6 ms的变化,在受到太阳干扰或增强时,日长变化振幅可达0.3-0.9 ms。从月亮赤纬角最大值到最小值引起的地球形变,使地球自转加速,日长产生2.5ms(毫秒)的变化。计算值与测量值完全相符[1]。由于大气潮的振幅为465,因此,不同纬度圈产生的大气差异旋转就特别显著。

 

1  物质密度、潮汐振幅和日长变化


密度 g/cm3

潮汐振幅 cm

日长增量 s

赤道线速度cm/s

大气圈

0.00129

46520

0.628

0.3372

海洋圈

1

60

0.00081

0.000435

岩石圈

3

20

0.00027

0.000145

 

应用三轴椭球壳转动惯量计算公式的计算结果表明,地球各圈层潮汐形变的规模不相同,大气圈的起伏约为465m,海洋圈的起伏大约为0.60m,固体地球的起伏约为0.20m,比例为2326:3:1,速度增量比也为2326:3:1。可以对比的是,空气、水、地壳的密度比为3:1:0.00129,是2326:3:1的倒数。当太阳的位置由南北回归线移向赤道,岩石圈的日长增量dT =0.00027s,海洋圈的日长增量为0.00081s,大气圈的日长增量为0.628s(见表1)。大气潮振幅是海洋潮振幅的775倍,这是平流层高速气流产生的原因,即汹涌的大气潮是海洋潮规模的近800倍。

地球在冬至时太阳潮南北震荡[2]

 

赤道处的地表线速度为v = 465m/s,日长T=24小时=86400s,地球的岩石圈、水圈和大气圈的线速度增量dv分别为-0.000145cm/s-0.000435cm/s-0.337cm/s,即地球各圈层自转减慢(见表1)。以岩石圈为参照,水圈相对减慢最少,气圈相对减慢最多。这导致赤道东风增强,赤道太平洋热水集中在西太平洋,有利于拉尼娜事件的形成,对应时间为3月末或9月末(春分320-22日,秋分922-24日,太阳在赤道面上)。

而在6月末或12月末(夏至62122日,冬至1221-23日)日月大潮发生在南北回归线附近,地球各圈层自转加快。以岩石圈为参照,水圈相对加快最少,气圈相对加快最多。这导致赤道东风减弱,赤道太平洋热水回流到东太平洋,有利于厄尔尼诺事件的形成,对应时间为6月末或12月末,与季节性厄尔尼诺现象发生在1225圣诞节附近的季节性特征相符。季节性厄尔尼诺现象发生在12月末的原因还在于,每年13日或4日为地球轨道近日点,太阳引潮力增大10.2%,与1118-12366天)地球自转加速阶段相对应。冬至为122223日,离地球轨道近日点134日很近,太阳潮最强。引起的地球扁率变化也最显著。季节性厄尔尼诺现象发生在每年的1225圣诞节附近,就是潮汐改变地球扁率,影响地球自转、大气环流和海洋环流的最好证明[1]

地球潮汐形变引起的地球自转速度变化,是中短期地球自转变化的主要原因。当地球由远日点运动到近日点时,太阳引潮力的强度增加10%,日长增量0.07ms,这使地球自转具有一年的变化周期。太阳相对地球在南北回归线之间的摆动,使地球扁率在秋分和春分变为最大,自转速度最慢,日长增量0.27ms

实际上,每年49-7281118-123为地球自转加速阶段;125-47730-116为地球自转减速阶段。计算表明,由于气圈、水圈和固体地球扁率变化不同,所以产生不同圈层的差异旋转。月亮赤纬角最大值变化的18.6年周期增强或减弱这一效应[1]

M.B.斯托瓦斯把地球作为体积不随时间变化的不等速的二轴椭球体,计算了它的基本参数随扁率或偏心率变化而发生的变化,得出南北纬35o线不随扁率变化而伸缩,由于其固定不变的特性而称为临界纬度。相反,南北纬62o与赤道纬度,当地球扁率发生变化时,互为消长,称为共轭纬度[3]0o62o共轭纬度以及35o临界纬度在大气环流和海洋环流中的特殊作用,表明地球扁率变化在大气环流和海洋环流中可能起到某中特殊作用。

全球性地表风带和气压带由赤道向两极依次为:赤道无风带(低压带)、纬度为0-30度的南北两个信风带(贸易风带)、纬度为30-35度南北两个亚热带无风带(高压带)、纬度为35-60度左右南北两个盛行西风带、纬度60度左右南北两个多风暴带(低压带)、纬度60度以上南北两个寒带东风带与极地高压带。特别值得重视的是相邻两个风带之间的过渡带,即0度,南北30-35度,南北60度的5个纬度带,其两侧空气水平流动方向明显不同,故称为大气临界纬度。这是北纬30-35度线多灾多难的主要原因。

 

4  临界纬度和全球大气环流

 

 

 

5   地球扁率变化导致的高纬度圈和低纬度圈差异旋转


图6   大气环流推动下的的海洋环流 

固体地壳的扁率变化与大气圈的扁率变化大致相同,规模变小,是地震火山活动的基本动力(地球扁率变大时,赤道圈和低纬度圈扩张,高纬度圈收缩;地球扁率变小时,赤道圈和低纬度圈收缩,高纬度圈扩张)。

地球自转时,赤道至北纬35°地带鼓起,35°至两极之间的地带下陷.上升与下降的交界带为35°线.

其次,太阳和月亮引潮力的长期项是赤道到南北纬35°间的地带为上升区,35°至两极之间的地带为下沉区.其交界带为35°线.

赤道和低纬度地区上升,转动惯量变大,自转变慢;高纬度地区下降,转动惯量变小,自转变快。所以,35度线也是地壳自转快慢转变的分界线。

我们已经论证,潮汐形变是地震的主要动力。由于北纬35度是地球升降反向和旋转反向的分界线,所以,北纬30-40度是垂直升降和水平扭转最剧烈的地区,应该是明显的地震带。

这是一个被忽视的发现:南北纬35度线是高低纬度圈差异旋转分界线,地球扁率的反复变化,将导致南北纬35度线两侧的高纬度圈和低纬度圈反复差异旋转,反复扭曲,形成显著的纬向和径向断裂带。这是北纬30-40度线成为地震带的主要原因。

 

三、旱涝灾害的18.6年周期

在澳大利亚气象学家E. 布赖恩特编著的《气候过程和气候变化》中,有关气候现象循环的记录75项,与潮汐周期相同的有66项,占88%,表明潮汐是影响气候现象循环的主要因素。其中,有5项的周期为18.6年,1项的周期为19年(见表2[3]

 

气候现象循环的18.6年周期[3]

现象                                                   周期/

加拿大平原干旱,   1583-                                     18.6

美国大平原干旱,   1805-                                     18.6

中国北部干旱,   1582-                                        18.6

巴塔哥尼亚安第斯山干旱,   1606-                       18.6

尼罗河谷干旱,   622-                                          18.6

副热带高压的纬度范围                                          19

三、全球地震的18.6年周期

胡辉和杜品仁分别指出地震存在18.6年周期。杨冬红和杨学祥指出,全球8级以上地震存在9年和18.6年周期。


图7  1895-1977年8级以上地震的9年和19年周期[4]

 

解朝娣等人采用18502012年期间USGS全球M5.0地震目录资料,构成全球地震能量-时间序列,进行小波变换和准周期分析.结果表明,全球地震能量释放的时间序列存在9年、19年和45年的3个准周期,其中,45年准周期最为突出.结合起潮力周期的物理背景,对长周期潮汐起潮力与地震能量释放准周期的关系进行了探讨,没有发现全球地震活动的能量释放与潮汐短周期相关的准周期[5]

全球地震的9年和19周期得到证实。这两个周期就是18.6年周期及其半周期。45年周期也是9年周期的倍周期。

 


8a, b)1850-2012年全球5级以上地震能量-时间序列小波变换图及其准周期分析图;(c, d) 1850-2012年全球7级以上地震能量-时间序列小波变换图及其准周期分析图[5]

 

五、全球气温的18.6年周期

2014年,全球平均气温为14.6,比20世纪的平均水平高出0.69,成为1880年有记录以来的最暖年。2015年又突破了这一纪录。我们在2008年撰文指出,2014-2016年月亮赤纬角最小值产生的弱潮汐南北震荡有利于气温相对升高,我们将迎来最热年新纪录。2014-2016年月亮赤纬角最小值使2014年和2015年成为1880年以来有气象记录的最热年,验证了我们在2008年的预测。我们在2014年撰文指出,全球气温变化存在18.6年变化周期[4,6]

 

1.       全球气温变化的18.6年周期的成因

 

月亮赤纬角极大值在18.6度至28.6度之间变化,从而导致地球自转变化和全球气温变化的18.6年周期。

在极大值时期,月亮在南(北)纬28.6度(月亮赤纬角最大值),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,潮汐南北震荡的振幅为57.2度,大气和海洋的潮汐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,导致全球气候变冷。

在极小值时期,月亮在南(北)纬18.6度(月亮赤纬角极大值),高潮区在12小时后从南(北)纬18.6度向北(南)纬18.6度震荡一次,潮汐南北震荡的振幅只有37.2度,比极大值时期的潮汐南北震荡振幅减少三分之一,导致海洋和大气变冷程度减弱.

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[4,6]

我们在2008年指出,1998年是最热的年份,1997-199820世纪最强的厄尔尼诺事件和1995-1997年月亮赤纬角最小值产生的弱潮汐南北震荡是主要原因。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、19986月至20008月的强拉尼娜事件(1999年全球强震频发)和2004-2007年印尼苏门答腊38.5级以上地震是主要原因。下一次月亮赤纬角最小值2014-2016年产生的弱潮汐南北震荡有利于气温相对升高和中国北方的干旱;而2004-2018年特大地震集中爆发却可能使气温下降。

我们在2014年撰文指出,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为18002005518.6年。在15-17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24世纪,而后随着潮汐的增强,地球的气候将逐渐变冷。从长期周期来看,全球变暖还能持续400年,3100年将进入变冷高峰。16年前气候变暖间断的原因之一是月亮赤纬角由1995-1997年的最小值时期变为2005-2007年的最大值时期(1997年最强的厄尔尼诺事件,1998-2000年、2007年、2010年最强的拉尼娜事件也是重要原因,见:杨冬红等,2008),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。气候的长期趋势和短期变化都表明,气候变冷是对人类最大的威胁[4,6]

 

2.       青藏高原气温变化的18.6年周期

 

刘国华等人基于青藏高原五道梁气象站1957-201256年的温度、降水和湿度数据,利用M-K检验、Morlet小波分析进行非参数检验,以诊断其变化趋势,同时利用R/S分析法预测未来一段时间内气候变化趋势.结果表明:过去的56年间,青藏高原五道梁地区气温、降水变化呈上升趋势,湿度变化呈下降趋势,其趋势自20世纪80年代初以来逐渐增强.在长时间序列中,温度呈现30/1819/10/5年变化周期,降水呈现2030/14/89年变化周期,湿度呈现30/5/15年变化周期.未来气候变化预测显示,气温将延续过去的变化有持续升高趋势,降水变化与过去一致呈上升趋势,但趋势将有所减缓,未来湿度变化呈下降趋势(见表4[7].

 

表3  青藏高原五道梁气象站1957-201256年的气温、降水、湿度变化周期

 

周期/

1主周期

2主周期

3主周期

气温

30

18-19

10,5

降水

20-30

14

8-9

湿度

30

5

15

 

表4 1947-1999年拉马德雷现象与月亮赤纬角的叠加对气温变化影响


1947-1976年拉马德雷冷位相

1977-1999年拉马德雷暖位相

月亮

赤纬角

1949-1951

最大值

1959-1961

最小值

1968-1970

最大值

1977-1979

最小值

1986-1988

最大值

1995-1997

最小值

气温变化

最小值

最大值

最小值

最大值

最小值

最大值

气温均值

       低温时期

          高温时期

厄尔尼诺升温

1951195719631965196919721976

19821986198719911997

拉尼娜降温

19491954195519561964

19671970197119731975

198419881999

特大地震降温

1950195219571960196319641965

8.5级以上地震

注:?表示预测,厄尔尼诺和拉尼娜来自赵得秀教授的预测。

 

表5 2000-2052年拉马德雷现象与月亮赤纬角的叠加对气温变化影响


2000-2030年拉马德雷冷位相

2031-1055年拉马德雷暖位相

月亮

赤纬角

2005-2007

最大值

2014-2016

最小值

2023-2025

最大值

2032-2034

最小值

2041-2043

最大值

2050-2052

最小值

气温变化

最小值

变暖停滞

最大值

最新记录

最小值?

明显变冷

最大值?

明显变暖

最小值?

变暖减弱

最大值?

明显变暖

气温均值

       低温时期

          高温时期

厄尔尼诺升温

20022006200920152018202220252029

20332036204020432047

拉尼娜降温

200020072010201120132019

20232028

20312035203920422046

特大地震降温

200420052007201020112012


注:?表示预测,厄尔尼诺和拉尼娜来自赵得秀教授的预测。

 

六、中国雾霾的18.6年周期

雾霾天气的出现主要受两个条件的影响:一是大气颗粒物浓度,二是气象条件

20131月中国雾霾高发,我们研究发现雾霾的频发和清除与两种特殊的潮汐组合类型相关,这种相关性在201312月和20141月又重复出现。这与吴兑等根据1951-2005年中国大陆霾的时空分布特征研究得出同样的结论,对中国大陆而言,12月、1月霾天气日数明显偏多,这两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%。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。

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。上述初步的研究结果表明,利用不同的潮汐变化组合规律研究雾霾的集聚和扩散规律是完全可行的[8,9]

 

七、             全球飓风的18.6年周期

 

全球飓风和美国飓风变化趋势具有明显的月亮赤纬角变化周期。预计2023-2025年月亮赤纬角最大值时期飓风活动进入新的活跃期,我们必须做好防御准备。

 

表6飓风活动的月亮赤纬角周期(修改)

 

   

每年生成飓风

飓风活跃期

月亮赤纬角

美国飓风

1977

暂无资料

暂无资料

最小值

最少纪录

1978

暂无资料

暂无资料

最小值

最少纪录

1979

暂无资料

暂无资料

最小值

最少纪录

。。。。





2002




飓风活跃期

2004

18个以上

飓风活跃期


飓风活跃期

2005

27

45级以上飓风,飓风活跃期

最大值

飓风活跃期

2006

18个以上

飓风活跃期

最大值

飓风活跃期

2007

18个以上

飓风活跃期

最大值

飓风活跃期

2008

18个以上

飓风活跃期


1个,最少纪录

2009

减少



最少纪录

.。。。。




最少纪录

2011


大西洋飓风最少


1个,最少纪录

2012

个位数

大西洋飓风最少


2最少纪录

2013

个位数

大西洋飓风最少


最少纪录

2014

个位数

大西洋飓风最少

最小值

1个,最少纪录

2015

个位数

大西洋飓风最少

最小值


2016

个位数

大西洋飓风最少

最小值


2017

增强




。。。。





2023

18个以上?

飓风活跃期?

最大值

飓风活跃期?

2024

18个以上?

飓风活跃期?

最大值

飓风活跃期?

2025

18个以上?

飓风活跃期?

最大值

飓风活跃期?

资料来源:

编译:郝静,2008-2014年美国飓风数量破最少纪录。2016-07-21 16:53,来源:《今日美国》。

http://www.sohu.com/a/106953301_362092

三大飓风齐聚北大西洋 过热的海水成为推力。2017-09-13 14:51:28 央广网。

http://news.china.com/news100/11038989/20170913/31385190.html

 

八、             气温变化、雾霾、地震和拉尼娜指数的13.6天周期

 

李国庆发现月亮赤纬角变化周期13.6天、27.3天与地球自转速度变化有明显的对应关系并影响天气变化[10]

2008年以来,我们一直在进行潮汐组合对气候影响的检验对比工作,部分对比结果发表在2011年第4期的《地球物理学报》[11]

理论研究结果表明,在2014-2016年月亮赤纬角最小值时期,气候变暖、强震频发、地球自转变慢、中国雾霾高发和严重旱灾高发。

详细的雾霾、气温、海温、地震的13.6天周期对比数据可在科学网查找。

13.6天和18.6年月亮赤纬角变化周期与地球自转速度变化有明显的对应关系并影响地球固体潮、海洋潮和大气潮,对应地震活动、海温变化和大气涡旋的形成(如飓风和台风)[12,13]


      九       “大气河”和“大气湖”向西漂移和南北震荡


      2021年12月16日,在美国地球物理学会(AGU)秋季会议上,来自美国迈阿密大学的布莱恩·马佩斯(Brian Mapes)教授提出了一个新的大气概念,或称作新的天气现象,介绍了关于“大气湖(Atmospheric Lakes)”的发现和研究成果。

      相比“大气河”,“大气湖”的尺度要小很多,实际上是指空中某处的水汽密集区,像悬浮在空中的水池。顾名思义,湖泊不会像河流那样奔流不息,而是呈现相对稳定的状态,活跃的对流云团在空中某一区域缓慢移动,与大多数风暴有所区别的是“湖”中没有显著的涡旋风场。马佩斯教授最先发现的“大气湖”是在赤道附近的南亚季风区西侧的印度洋上空,从季风的水汽流场中分离而出,形成孤立的水汽柱状体(ColumnWater Vapor,CWV),其主要特征是含有足以产生降雨的高度集中的水汽,赤道附近平静的风场使“大气湖”缓慢向西漂浮移动,逐渐向非洲沿岸靠近。

      事实上,从文章动画中,我们只看到蓝色的“大气河”向西漂移,黄色的“大气大陆”相对不动。这表明,上升中的“大气河”是在科里奥利力的作用下向西漂移的,就像低纬度的暖空气上升导致向西漂移的信风带一样。这就是说,“大气河”是边上升边西移,不是被动被风场推动,而是加快风场的形成。由于水汽多的“大气河”的密度大于“大气大陆”,所以产生较大的向西漂移速度。

       “大气河”和“大气湖”降温、沉降、东移才是强降水的必要条件,非洲沙拉沙漠的高温干燥不具备这一条件,是非洲干旱的根本原因。大西洋和北美具备这一条件。所以,大气潮和海洋潮大幅度的东西漂移和南北震荡是强降雨发生的必要条件。这是中国旱涝灾害和全球海涝灾害18.6年周期的产生原因。


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  “大气河(Atmospheric River)”,是指出现在大约1.5公里高空的大气水汽密集输送带,宽可达数百公里,长可绵延数千公里。20211216日,在美国地球物理学会(AGU)秋季会议上,来自美国迈阿密大学的布莱恩·马佩斯(Brian Mapes)教授提出了一个新的大气概念,或称作新的天气现象,介绍了关于“大气湖(Atmospheric Lakes)”的发现和研究成果。

  相比“大气河”,“大气湖”的尺度要小很多,实际上是指空中某处的水汽密集区,像悬浮在空中的水池。顾名思义,湖泊不会像河流那样奔流不息,而是呈现相对稳定的状态,活跃的对流云团在空中某一区域缓慢移动,与大多数风暴有所区别的是“湖”中没有显著的涡旋风场。马佩斯教授最先发现的“大气湖”是在赤道附近的南亚季风区西侧的印度洋上空,从季风的水汽流场中分离而出,形成孤立的水汽柱状体(ColumnWater VaporCWV),其主要特征是含有足以产生降雨的高度集中的水汽,赤道附近平静的风场使“大气湖”缓慢向西漂浮移动,逐渐向非洲沿岸靠近。 

大气湖2.png

  通过对5年多的卫星数据做进一步分析,马佩斯教授共发现了发生在不同季节的17个“大气湖”,持续时间超过6天,且都出现在赤道附近10度范围内。离赤道更远处也会有“湖”出现,但往往会演变成为热带气旋,这显然与科里奥利参数f有关,f在赤道处为零,随着纬度上升会逐步增大,引起涡度增加。从目前统计结果看,“大气湖”发生的频次不算高,每年有几次,每次会持续一些天。“大气湖”并不是凭空产生的,它与发生在印度-太平洋地区的“大气河”密切相关。当快速移动的“河流”穿过非洲东部海岸区域时速度会变慢,一些湿气团会脱离“河流”,形成“大气湖”。 

  如果“大气湖”的水汽能产生降水,就可在地面上形成几厘米深、上千公里宽的积水区域。马佩斯教授认为这可以为东非国家的干旱地区解燃眉之急,那里有数百万人居住生活,需要降雨来维持基本生存条件,从中也可看出“大气湖”存在的重要性。但目前气象学家对赤道区域降水的研究存在缺陷,多数人更愿意从月以上时间尺度的视角来考虑问题,逐日尺度的研究没有得到足够关注。马佩斯教授认为目前仅从现象上关注到了“大气湖”的存在和价值,进一步的研究仍在进行,如“大气湖”是如何从暖湿的季风气流中脱离出来的;其缓慢移动又受到哪些机制的控制,包括更大尺度系统的影响和自身发展变化的作用;在气候变化的背景下,这些“湖”又会受到怎样的影响等。

  “大气湖”是个新提出的概念,能否得到广泛认同,尚有待进一步关注,但利用新的探测仪器和获取的资料,分析大气中存在的各类现象,揭示其中的规律和可能的影响,显然是有效的自然探索之路。

https://blog.sciencenet.cn/blog-1310230-1318559.html

  李宪之把亚太地区1991年春季和夏初火山、地震及特大暴雨等自然灾害频繁发生的突出现象归因于天体影响、岩浆运行、火山喷发和半球间宏观天气系统[15]它们与19914~7月的强潮汐有很好的对应关系。强潮汐不仅产生地球流体相对固体的差异旋转,而且引起固体地球形变。近年来取得了一些预报验证,从南北半球的测时残差曲线来看,地震都发生在纬度值北移的时候

李宪之教授特别提出,越赤道气流是影响全球气候异常的关键原因[13]。月亮赤纬角最大值与最小值的变化和地球自转形成潮汐高潮在南北半球昼夜南北震荡[1214],恰恰就可以影响南北半球气流和海流的相互交换,影响赤道辐射带在赤道南北的震荡幅度。

2014年的高温有一个值得注意的因素,那就是厄尔尼诺现象的缺席。之前被认为是全球气候记录中最热的3个年份——2010年、2005年和1998年——均得益于厄尔尼诺南方涛动的推动,该现象能够提升气温。

尽管太平洋温度在2014年依然很高,然而去年的大气条件并没有促使厄尔尼诺现象的形成。美国新泽西州普林斯顿大学气候科学家迈克·欧本海默(Michael Oppenheimer)表示:“在没有强烈厄尔尼诺现象的一年出现破纪录的气温真的让人感到惊讶。”

2015年和2016年是2014-2016年月亮赤纬角最小值的第二年和第三年,与1995-1997年月亮赤纬角最小值时期相似,如果2015年像1997年一样发生较强厄尔尼诺事件,将使全球气温变得更高,突破2014年最热年的纪录。2000-2030年拉马德雷冷位相是一个不利条件,将降低变暖规模。

根据同样的原理,2023-2025年月亮赤纬角最大值将使全球气温再次下降,由于那时已进入2000-2030年拉马德雷冷位相时期的中后期,全球气温再次下降的幅度会更大,对人类社会的影响也更强烈。

2014年成为最热年不是全球持续变暖的救命稻草,而是气候变冷的醒世警钟。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-861829.html


参考文献

 

1.  杨冬红,杨德彬。日食诱发厄尔尼诺现象的热-动力机制。世界地质。2010294):652-657.

2.  杨学祥, 陈殿友, 李守春. 干旱、地震与月球赤纬角变化. 西北地震学报, 1999211):44~47

3.  E. 布赖恩特。气候过程和气候变化。科学出版社,2004年,11819109, 122130158

4.  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 Vol. 23 (6): 18131818

5.  解朝娣, 吴小平, 雷兴林, 冒蔚, 孙楠。长周期潮汐与全球地震能量释放。地球物理学报。20135610):3425-3433.

6.  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.

7.  刘国华,王一博,高泽永,文晶。1957-2012年青藏高原五道梁盆地气候变化趋势分析。兰州大学学报(自然科学版)2014 503):410-416.

8.  .杨学祥,杨冬红。20141-2月潮汐组合与雾霾对应的检验。2014天灾预测学术研讨会议论文集。2014224-237,万方数据库。

9.  杨学祥,杨冬红。2014-2016年月亮赤纬角最小值时期雾霾进入高发期。2013天灾预测总结研讨学术会议论文集。2013,万方数据库。

10.              Li Guoqing. 27.3-day and 13.6-day atmospheric tide and lunar forcing on atmospheric circulation [J].Adv.Atmos.Sci.2005,22:359-374.

11.              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。2011544):926-934.

12.              杨冬红杨学祥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, 2013281):58-70

13.              杨学祥,杨冬红。2013年中国雾霾高发的气象原因初探。科学家. 2014,(3):90-91.

      14.            杨冬红, 杨学祥自然灾害的周期研究及其成因探讨黑龙江气象. 2017.34卷第4P13-15.

      15.            李宪之亚太地区1991年春夏两季自然灾害的探讨北京大学学报(自然科学版), 1994, 30(3): 355~360.

     



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