南大洋正在疯狂吸碳：南大洋正在变冷

                                     吉林大学：杨学祥，杨冬红

      根据NASA一项研究结果，南大洋吸收碳的量比排放量更多。观测结果显示，南纬45度以南的区域，每年都有很大的碳净通量，夏季碳的吸收量很高，冬季相比其他地区碳排放量更少。

      南大洋每年吸收的碳比释放的量多5.3亿吨，计算结果表明，海洋中的二氧化碳，40%是南大洋从大气中吸收的。既然南大洋在不断吸收碳，为何大气中碳含量还在不断上升呢？为何南大洋为什么会突然吸收大量二氧化碳呢？

      原因不难得知，南大洋每年都吸收了很多二氧化碳，然而其他地区的碳排放量显著更多，还处于不断增加的状态。纵使南大洋每年吸收了5.3亿吨二氧化碳，相对于增加的二氧化碳排放量，也没法起到逆转的效果。

      但是，南大洋突然吸收大量二氧化碳表明，南大洋海温正在变冷。因为二氧化碳在海洋的溶解度伴随温度下降而升高。南大洋海水温度下降，预示南半球将逐渐变冷。

      在2020-2021年的这个冬季，我们就经历了一次拉尼娜现象，多人对于上一个寒冷的冬天仍然记忆犹新。这样看来，2021年的确是有可能出现拉尼娜现象的。早在2021年7月，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）下属的气候预测中心就曾经表示，今年9-11月将进入拉尼娜观察期（La Niña Watch）。

      据腾讯2011年11月报道，我国卫星观察到太阳活动在今年有所衰减，幅度虽然不是很大，但也足以对地球气候造成影响。政府机构称，今年冬季北方地区气候较常年同期偏低，甚至有可能出现极端低温天气。国家气候中心则在10月22日预测“10月将进入拉尼娜状态，并于冬季形成一次弱到中等强度的拉尼娜事件。”

     拉尼娜现象或连续两年上演：赤道东太平洋连续变冷

       预测和监测指出   ，2020年2月南极海冰面积达到极小值，德雷克海峡通道扩大导致秘鲁寒流减弱，厄尔尼诺指数处于较高值；此后南极海冰面积不断增大，将在9月达到最大值，使厄尔尼诺指数快速下降。强潮汐加快了这一进程。

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        2020年9月下旬南极海冰面积不断增大，将达到最大值。拉尼娜进入高潮。

        2020年10月南极半岛海冰减少，赤道东太平洋海温上升。此因素导致的拉尼娜高潮已经过去。

图1 南极海冰增加趋势和白令海峡热异常对比：2020年9月24日和2020年11月16日（白色为海冰，红色为热异常）南极半岛海冰比较：2020年10-11月南极半岛海冰减少，赤道东太平洋海温上升，成为拉尼娜减弱的重要因素，导致厄尔尼诺指数从10月末一直上升到11月14日。预计，此次雾和霾天气过程要到17日至18日。下次变冷过程延迟到17-23日。

         10月1-4日气温下降与潮汐组合相符，拉尼娜与潮汐组合逆行，与南极海冰减少有关。2021年2月南极半岛海冰进入极小期，拉尼娜可能向厄尔尼诺转化。

        10月5-6日 气温下降、拉尼娜发展与潮汐组合相符。

        10月17日 气温下降、拉尼娜发展与潮汐组合相符。

        10月末厄尔尼诺指数快速进入今年最低值。

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图2   2020年10月末11月初厄尔尼诺指数快速进入今年最低值

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      据2021年11月26日监测，2021年10月进入拉尼娜状态。证实我们的预测：南极半岛海冰9月23日（秋分）左右最大，加强秘鲁寒流，逆转了9月13-15日潮汐组合的变暖效应。在9月20-21日潮汐组合中，23日秋分时下降速度将达到峰值，致使厄尔尼诺指数下降为最低谷值。这一预测继续得到证实。2022年2月南极海冰面积最小值将结束厄尔尼诺指数的下降趋势。目前这一趋势非常明显。

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图3  2021年11月26日00时厄尔尼诺指数为-0.775，比2021年11月25日18时厄尔尼诺指数为-0.779，增速0.004，增速变慢，进入上升区间。南极半岛海冰9月23日（秋分）左右最大，加强秘鲁寒流，逆转了9月13-15日潮汐组合的变暖效应。在9月20-21日潮汐组合中，23日秋分时下降速度将达到峰值，致使厄尔尼诺指数下降为最低谷值。这一预测继续得到证实。2022年2月南极海冰面积最小值将结束厄尔尼诺指数的下降趋势。目前这一趋势非常明显。

图4  2022年02月26日12时厄尔尼诺指数为-0.756，比2022年02月26日00时厄尔尼诺指数为-0.733，减速0.023，减速变快，进入下降区间。南极半岛海冰9月23日（秋分）左右最大，加强秘鲁寒流，逆转了9月13-15日潮汐组合的变暖效应。在9月20-21日潮汐组合中，23日秋分时下降速度将达到峰值，致使厄尔尼诺指数下降为最低谷值。这一预测继续得到证实。2022年2月南极海冰面积最小值将结束厄尔尼诺指数的下降趋势。目前这一趋势非常明显。拉尼娜已经接近尾声：关注2022年1月30日-2月1日最强潮汐组合。1月15日汤山火山喷发导致厄尔尼诺指数异常下降，拉尼娜持续发展。

  1月15日发生的南太平洋岛国汤加的火山大喷发引发的海啸，导致深海冷水上翻使太平洋表面海水变冷，引发厄尔尼诺指数迅速异常降低。

  根据1月14-17日潮汐组合，厄尔尼诺指数应该转变为上升，但被汤加火山喷发所打断或推迟。1月15日汤山火山喷发导致厄尔尼诺指数异常下降，拉尼娜持续发展。

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       2021年10月到2022年2月已经形成较强的拉尼娜事件。根据小冰期发生周期，我们预计，小冰期不会发生，次小冰期有可能发生。    

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       温室气体：二氧化碳和甲烷去哪了？

       无论是二氧化碳还是甲烷，都在大气圈、海洋圈和岩石圈之间不断循环。集中在大气圈的温室气体，通过循环可以转移到海洋圈和岩石圈，也可以从海洋圈和岩石圈转移到大气圈。

       路径之一：海底藏冷效应

      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倍。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。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。

       温室气体在海水溶解度随温度降低而升高，冷水在沉入海底时携带大量温室气体，在低温高压下形成干冰和甲烷冰。

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      火山长周期的对应关系是：火山活动峰值与全球无冰期对应，而谷值与大冰期对应，地球内能的周期性释放影响全球气候。海底火山喷发不仅喷出大量的温室气体，而且加热了底层海水，消除了使全球气候变冷的“冷源”，使海水中的CO₂大量释放，这是白垩纪发生最强的全球变暖的原因。相反，伴随火山喷发的减弱，全球变暖规模逐渐减弱，海洋地层水温度不断降低，这是人为释放温室气体所不能替代的。

      巨大火成岩省形成时释放的CO₂是导致全球变暖的重要原因，但是导致全球变暖的巨大火成岩省有多种作用，温室效应只是其中的一种。使海洋底层水增温，这是巨大火成岩省无可替代的致暖作用。巨大火成岩省的海台和洋壳产量在白垩纪是最高的，洋壳产量的最高速度为37×10⁶ km³/Ma（目前的洋壳产量为17×10⁶ km³/Ma），对海洋温度的提高贡献最大。存储在海洋中的碳只要释放2 %，就将使大气中的CO₂含量增加一倍。

      海洋是CO₂的储库。在1 个大气压下，海水温度从0℃ 升高为25℃，每克海水可释放约1 cm³体积的CO₂，释放量与残留量的比值约为1：1。目前全球海洋溶解的CO₂是大气中CO₂的13倍，以此比例，海水升温25℃，大气中CO₂的含量应该增加到现在的6.5倍，这表明白垩纪海洋增温释放的CO₂是大气CO₂浓度增高的主要来源，对应于当时间海洋底层水高于现在15℃，大气高于现在10-15℃。新洋壳生成和海底火山活动引发的海温升高和海水中CO₂释放在全球气候变化中的作用不容忽视，这是人为温室效应所不能达到的，因此，这一重要作用值得深入研究。

      同样，二氧化碳在大陆地表和海底形成碳酸盐的过程也同样被人忽视，它们是全球气候变冷的重要原因，与大陆造山活动和海底扩张的火山喷发一一对应。非常明显，大气温室气体的增多形成的酸雨和海洋酸性增大都有利于碳酸盐的形成和大气温室气体的减少，并达到一个新的平衡。气候冷暖周期变化是一个最可靠的指标。

       地球气候存在不可否认的自然循环：海底藏冷效应——温室气体贮存在海洋中和岩石中——冰期形成——海平面下降海洋地壳上升导致海底张裂地震和火山活动——海底火山喷发造成海洋锅炉效应——海洋温室气体释放到大气——全球变暖导致的冰盖融化和海平面上升——地壳均衡导致挤压地震发生——降水增大形成酸雨使海洋酸度增大——在大陆地表和海洋底层增大二氧化碳形成碳酸盐的机会——温室气体浓度降低导致气候变冷。

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参考文献

1. 杨冬红，杨学祥，刘财。2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温[J]。地球物理学进展。2006，21（3）：1023～1027。

Yang Donghong,Yang Xxuexiang, Liu Cai. Global low temperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) inIndonesia[J].Progress in Geophysics, 2006, 21（3）: 1023～1027.

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， 54（4）：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。2008，23 (6): 1813～1818。YANG Dong-hong, YANGXue-xiang. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdownof global warming. Progress in Geophysics. 2008, 23 (6): 1813～1818.

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): 610～615.

5. 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 climatechanges. Chinese Journal of geophysics(in Chinese), 2011, 54(4): 926-934

6.  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.

7. 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]. Changchun：College of Geo-exploration Science and Technology, Jilin  University.

8. 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, 28（1）：58-70。

Yang D H, Yang XX. 2013a. Study and model on variation ofEarth’s Rotation speed. Progress inGeophysics (in Chinese), 28（1）：58-70.

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相关报道

地球要“大降温”？南大洋正在疯狂吸碳，科学家：这不是个好兆头

2022 02/13 14:58  军史长廊 企鹅号

      近年来，关于地球变暖还是变冷的争论从未断过，其主要是有两种观点，其一是因为温室气体的不断排放，导致森林面积开始减少，进而气温升高全球气候开始持续变暖；其二是太阳黑子的活跃度已经进入低谷期，导致太阳到达地球的光和热减少，未来地球或将进入长达30年的小冰期，地球面临大降温。

      据悉，此前科学家发现南大洋内部正在疯狂吸碳，地球变暖可能是“假”的，2022年气候或将大变，科学家表示，这不是个好兆头。此前全球气候变暖是因为二氧化碳浓度过高导致，但如今地球又出现一个天然吸碳区，这将意味着未来气候将会出现大逆转，科学界为此非常担忧。

      美国NASA曾在《科学》杂志发表论文，他们在利用航空技术对大气中的含碳量进行数据收集后发现，南大洋区域的碳净通量开始暴涨，尤其是冬季的放气量更是少的可怜。那么南大洋为什么会突然吸收大量二氧化碳呢？

      地球上的海洋相当于是个巨型“二氧化碳库”，由于海洋和陆地占比严重失衡，进一步导致吸收的二氧化碳过高。在此基础上，南大洋的吸碳含量比例已经达到了40%，是地球温室气体的最大“吸存槽”，之所以出现这种现象，是因为海洋表面终年盛行的西风。

      南大洋是唯一一个完全环绕地球的海洋，也是地球上唯一一个没有被大陆分割的海洋，其总面积达到了2032.7万平方公里。一直以来，南大洋都有“咆哮西风带”的称号，狂啸的西风搅动了海面翻腾的浪潮，进而让二氧化碳被卷入表层海水中。

      此外，由于海水辐合，南大洋海面形成了一种呈逆时针旋转的巨大漩涡，在漩涡和逆流的带领下，二氧化碳被径直送到亚热带水域，被深海的绿植吸收。

      事实上，从热能守恒定律来讲，海洋大量吸碳并不能意味着地球二氧化碳会减少，只是因为地球碳含量过高，而这也是一种循环的过程。专家表示，海洋承担了太多人类的“恶果”，地球上过剩的能量最终都会回到海洋，当地球气候变暖，海平面便开始上升，气候降温，海洋便开始疯狂吸碳。

      总之，全球气候的变化和人类的活动息息相关，工业文明发展的同时，很大程度上破坏了生态环境，如今地球多处火山出现异象，无不在警示我们保护环境。

https://new.qq.com/omn/20220213/20220213A056P300.html

地球要大降温？南大洋正在疯狂吸碳，年吸碳量约比释放多5.3亿吨 

2022-02-10 08:46

      随着全球温室气体排放量不断增加，大气中二氧化碳含量已经达到了一个较高的水平，以至于各种反常天气频繁出现。2021年全球各地发生的自然灾害，多少都跟全球变暖有关。

全球变暖在不断加剧

      虽然各国都在尽力降低碳排放量，但短时期内，全球的碳排放仍将保持增长状态。这意味着极端天气将变得更加频繁，人类需要做好应对极端天气的准备。

      不过在这种发展态势下，科学家却发现了一个反常的情况，地球上存在反常吸收碳的区域，而且吸收的二氧化碳还不少。这似乎将抑制全球变暖的加剧，大气中碳含量太高，就会导致保留住太多太阳辐射热量。

      而地球在吸收二氧化碳，就代表会出现降温，只要地球不断从大气中吸收二氧化碳，大气中碳含量就会越来越低。大降温真的会发生吗？不可否认的是，地球变暖还在持续。

      从气候中心公布的数据可以得知，2021年国内平均气温10.7℃，是1961年以来气温最高的一年。高温天气并不只出现在国内，在全球很多地区，都因为高温天气导致气温高于往年，一些地区还出现大规模强降雨 。

南大洋每年从大气中吸收5.3亿吨二氧化碳

      纵使气温在缓慢升高，地球上一些自发调节机制，也在限制大气温度的进一步增长。比如说植物能够吸收二氧化碳，达到降低大气碳含量的结果。地球上出现吸收碳的反常现象，跟陆地上的植物没多大联系。

     根据NASA一项研究结果，南大洋吸收碳的量比排放量更多。观测结果显示，南纬45度以南的区域，每年都有很大的碳净通量，夏季碳的吸收量很高，冬季相比其他地区碳排放量更少。

      南大洋每年吸收的碳比释放的量多5.3亿吨，计算结果表明，海洋中的二氧化碳，40%是南大洋从大气中吸收的。既然南大洋在不断吸收碳，为何大气中碳含量还在不断上升呢？

      原因不难得知，南大洋每年都吸收了很多二氧化碳，然而其他地区的碳排放量显著更多，还处于不断增加的状态。纵使南大洋每年吸收了5.3亿吨二氧化碳，相对于增加的二氧化碳排放量，也没法起到逆转的效果。

      要真正解决大气中碳含量增加的问题，还得依靠人类加大节能减排力度。只有从源头上减少了二氧化碳排放，才能实现碳排放中和。不过自然调节也不是没有能力显著降低地球温度，比如说太阳活动显著减弱。

调控天气就能做到控制全球气候变化

      地球上的光和热来自太阳，太阳活动减弱，地球接收的热量就减少了，温度自然也就降低下去。如果太阳活动显著减弱，地球温度还可能大幅降低。人类要解决的问题将不再是全球变暖，而是全球变冷。

      一种人为调节地球气温的方法是，在太空部署大量反射镜，将太阳的光反射回去，这样地球的大气温度将降低不少。人类之所以担心全球变暖，主要原因在于没有能力应对带来的极端天气，这也是人类的能力跟自然相比太过弱小的体现。

      高等文明必然会经历弱小的时期，在还未发展成有足够能力保持不会因为自然原因灭亡的文明之前，人类面临的灭亡原因，都将是很大的阻碍。或许几千年后人类就能做到可以自由调控天气了，能够调节天气，那么气候变化也将不再是问题。

      地球上的物种因为气候变化经历过多次大灭绝事件，人类如果能改变这样的结局，才能有机会成为一个星际物种。

https://www.sohu.com/a/521012040_100146715