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北半球多国遭遇高温“烤”验：地下热能喷发带来的高温异常

已有 1968 次阅读 2022-7-18 06:52 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

北半球多国遭遇高温“烤”验：地下热能喷发带来的高温异常

吉林大学：杨学祥，杨冬红

关键提示

2022年6月以来，热浪侵袭北半球多个国家。英国、法国和韩国等发布了高温预警，日本和美国多地高温破纪录。专家将北半球今夏的高温“炙烤”模式归因于气候变化，并提醒公众加强自我防护。

原因：气候变化还是温室气体排放？

英国气象局科研人员指出，气候变化在全球范围内引发了前所未有的极端天气事件。英国东英吉利大学气候变化学教授科琳娜·勒凯雷16日接受新华社记者采访时说，气候变化导致全球极端高温天气增多，气候变化的速度比人类社会的适应性行动还快。

世界气象组织认为，受气候变化影响，预计未来极端高温将出现得更频繁、更强烈。该组织发言人纳利斯之前表示，如果温室气体排放继续上升，全球变暖幅度将会更大，目前所经历的只是“未来的预兆”。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）此前发布的评估报告指出，最近50年全球变暖正以过去2000年以来前所未有的速度发生，气候系统不稳定加剧。

温室气体的排放是一个平稳缓慢的过程，可以导致全球气温的缓慢上升，不会触发气候高温突变，更何况新冠疫情最严重的国家在2020-2022年期间温室排放明显减少，难以解释今年的北半球高温突变。

2020-12-12 18:13中国科学院微生物研究所发文指出，据联合早报消息，全球碳计划组织（GCP）与英国东英吉利大学及埃克塞特大学的一项最新研究显示，由于新冠疫情对经济活动的限制，今年全球温室气体排放量较2019年减少了约24亿吨，降幅达7%，为有记录以来的最大年度降幅。

据法新社报道，全球温室气体排放量在一年内减少24亿吨的产量大大多于以往的年度最高纪录，例如第二次世界大战结束时的减少量为9亿吨，或在金融危机最严重的2009年减少为5亿吨。

该报告称，今年4月疫情封锁的高峰时期，全球日均碳排放量下降了17%，但自那以来已经大幅回升，并再度接近2019年的水平。

报告称，美国今年的碳排放量减少了12%，降幅最大，其次是欧盟，减少了11%。由于中国在控制疫情后推动了经济复苏，其排放量可能会在2020年下降幅度仅为1.7％。

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1685866968473258844

“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”

我们在1999年撰文提出，到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时，会大量破坏南极臭氧，随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”，使被地磁层和臭氧层阻隔的9%的太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢，这是赤道高空风产生的一个原因。

正X射线,γ射线和紫外线,大约占太阳辐射光谱总能量的9%.在80～400km高度范围的电离层,γ射线和X射线被N2和O2/O3所吸收,在15～55km高度的臭氧层,99%的紫外线被O3所吸收.即在地球磁层、大气层和臭氧层被破坏的时候,到达生物圈的太阳辐射能将增大9%,造成地表温度的大幅度波动.与此同时,到达地表的γ射线、X射线和过量紫外线将造成大规模的生物灭绝.这就是臭氧洞漏能效应.

http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW199910001191.htm

https://www.doc88.com/p-4317663607230.html

https://www.docin.com/p-344676587.html

2022年3月，两极地区同时异常增温只能用两极臭氧洞异常扩大和臭氧洞漏能效应来解释。

1998年20世纪最热纪录的条件：1997-1998年20世纪最强厄尔尼诺事件，1995-1997年月亮赤纬角最小值，1977-1998年之间没有发生8.5级以上特大地震，1998年南极臭氧洞面积排名第2，1997年北极出现臭氧洞。

2014年、2015年和2016年连续三年最热纪录的条件：2014-2016年连续三年最强厄尔尼诺事件，2014-2016年月亮赤纬角最小值，2013-2016年年之间没有发生8.5级以上特大地震，2015年南极臭氧洞面积排名第4。

2022年3月19日地球两极正在经历异常的极端高温的条件：2020年9月南极出现臭氧洞（面积排序12位），2020年3月北极出现最大臭氧洞。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1331721.html

地下热能喷发带来的高温异常

近日，科学家们在南极洲观看到了一种罕见的现象。本应在隆冬时节一片黑暗的南极洲上空，却被耀眼的粉红色霞光笼罩。造成这种现象的，居然与发生在今年一月份、距离南极洲7000公里的汤加火山喷发有关。

汤加火山于1月15日喷发，产生了一股垂直羽流，延伸至地球表面50公里以上高空。在喷发后的12个小时里，水和火山灰释放的热量是地球重力波的最大来源。火山喷发还产生了类似波纹的重力波。卫星观测显示，这种重力波延伸到整个太平洋盆地。

火山喷发还在地球大气层中引发了大气波，其围绕地球回荡了至少6次，并达到理论上的最大速度——在地球大气层中看到的最快速度，即320米/秒。

论文作者称，一个单一事件产生了如此大的影响，这在观测记录中是独一无二的，这将有助于科学家改进未来的大气和气候模型。

“这是一次真正的大喷发，是迄今为止观察到的一次真正独特的喷发。”论文主要作者、巴斯大学空间大气和海洋科学中心的Corwin Wright说，“我们从未见过大气波以这样的速度在全世界传播——传播速度非常接近理论极限。这次喷发是一次惊人的自然实验，我们收集到的数据将增强人们对大气的理解，并帮助改进大气和气候模型。”

“我们的研究很好地展示了全球波浪是如何被火山喷发期间蒸发的大量海水驱动的。然而，我的直觉是，这次喷发还会产生更多的影响。”论文作者之一、牛津大学物理系的Scott Osprey说，“随着大量水蒸气在平流层中扩散，人们将关注南极臭氧空洞及其在春季的严重程度。”

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/7/482359.shtm

我们在2018年11月17日指出，足够规模的火山喷发和地震活动也会产生相应的球面大气对流，影响大气对流的正常结构，形成相应的灾害链。汤加的球面对称点为西非的加纳，是能量的集中地，但是，由太阳能量形成的大气对流，火山灰一般在低纬度升起，在两极落下，与半球面对流模型完全一致。这是南极洲红光形成的原因，可导致9月末南极臭氧洞异常扩大。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1146733.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1148356.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1293992.html

南极洲红光是南极臭氧洞异常扩大的前兆。

汤加火山在2020年1月15日喷发，会增强2022年3月春分时北极臭氧低值区的“臭氧洞漏能效应”，是今年异常高温的重要原因。

球面大气、海洋和地壳传递能量的方式和特征

目前有关大气、海洋和地壳的能量传递模型都是建立在平面模型之上，事实上，地球是一个球体，地球表面的大气、海洋和固体地壳都是是一个球面，球面模型能更准确地反映暴风雪、海啸和地震远距离传播的方式和特征。

研究表明，点源激发的球面大气、海洋和固体地壳震荡在传播过程中的能量密度变化，与单位时间扩散的大圆周长C成反比。设总能量为Q，能量密度为δ，穿过的面积为S=Cl = 2πRlsinφ，l为单位弧长，R为地球半径，φ为圆心角。则有

δ= Q/S = Q/ (Cl) = Q/ (2πRlsinφ) (1)

其中，圆心角φ为点源和地心连线与大圆上任一点和地心连线的夹角。同样，在球壳中点源喷射造成的球面对流，也会有扩散、集中、返回的震荡过程（见图5）。

图1 点源激发的大气流动、海洋震荡和地震波传播在球面上的能量密度变化(杨冬红，2009)

由（1）式可知，在φ= 0和φ= π时，能量密度δ为无穷大，在φ= π/2时，即经过地表最大圆时，能量密度δ最小。这就是说，假定大气流动总能量在传播中无损耗，点源及其地心对称点处的能量密度最大（杨冬红, 2009）。

这一模型既可以解释北极大气和海洋等位面下降导致北半球低温暴雪频发和南极大陆沿海异常变暖（通过海冰气候开关效应阻止拉尼娜的发生，使拉尼娜可能夭折），也可以解释震洪链、旱涝链和高温暴雨链的发生原因。同样，这一模型可以解释海啸波动为什么在地震球面对称点的能量最大。

2003年12月23日22时左右，“重庆开县井喷”发生，历时84小时，大约17.5至21百万立方米石油天然气喷入大气中；2004年9月2至5日，开县惨遭200年一遇特大暴雨洪灾，部分地区为500年一遇。2008年5月12日四川汶川发生8 级地震；2009年7月4日地震灾区遭遇“7.14”暴雨洪涝灾害。2013年4月20日四川雅安发生7级地震；7月7日晚至10日，强降雨侵袭四川，成都、雅安、乐山、眉山、德阳、绵阳大部及广元市西部出现了区域性暴雨，都江堰气象站日降水量已超过有记录以来的最大值。2013年8月6日14时，在全国2418个国家级自动监测站中，高温排行前十名全部超过40℃，其中，浙江8个地区榜上有名，浙江余姚的气温更是达到了42.1℃；2013年10月9日），在福建登陆的台风“菲特”，却让浙江东部的余姚受遭受了百年一遇的降雨，70%以上城区受淹，主城区城市交通瘫痪。受灾人口超过83万人。点源喷发导致的大气环流是合理的数学模型，能量在喷发点及其球对称点达到最大值（见图2）。

地球赤道圈的周长为4万公里，地震对称点相距2万公里。北纬49°为美国、加拿大国境线，是卡斯卡迪亚俯冲带的中心。其球面对称点在南纬49°的大西洋上。由于大陆和海岛的阻隔，地震引发的海啸被日本列岛和南太平洋诸岛阻挡，形成了跨越千里的特大灾害事件。日本在卡斯卡迪亚俯冲带的同一半球内，海啸能量和高度不是最大的，在球面波的运动中处于能量的扩散状态，并在1万公里处达到最小值。图1 展示的7500-8000公里距离表明，本次海啸的规模远远小于1960年的智利地震。

1960年5月22日，智利中部太平洋深海沟发生里氏8.3级大地震，产生最大浪高25米的大海啸，海浪以640千米/时的速度横扫太平洋，造成1万多人遇难，沉船几千艘，这是世界上影响范围最广的地震海啸之一。日本也位列其中。因为智利和日本分属于两个半球，智利地震中心位于3..2°S，76.6°W，日本东京位于北纬35°69′—东经139°69′。两者接近为球面对称点，并有连续的海洋链接，达到最远距离（大约为日本到北美地震中心距离的2倍，15000-16000公里）。

2018年11月8日以来的加州山火可以作为一个典型的点源能量喷发，所形成的大气对流如图2a。山火热流上升到高层，并流向球面对称点，变冷后在低层流回美国，导致极地冷空气趁势而入，冷暖空气交汇，形成美国东北部的暴风雪。加州山火是这场气象灾害产生的动力。这样的大气对流也可以根据能量大小，形成图2b的半球循环。

图2 点源喷发在全球壳a和半球壳b中的对流（杨冬红，2009）

干旱、山火、暴雪、寒流，美国灾难源于加州地下能量释放，由此引发的点源能量喷发模式即将进入能量释放高潮。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1164034.html

在地球自转的影响下，点源喷发不仅能造成球面大气对流，而且能产生相应的大气蜗旋，从而干扰正常的大气对流，形成极端事件和极端灾害。特别应该指出的是，加州多次发生的山火，其主要原因是地下能量的释放，山火的热能又加大了点源喷发的强度，扩大了点源喷发的全球大气对流规模，分裂了极地涡旋，干扰了大气正常流动，形成以美国为中心的冷暖变化对流新体系，导致美国极端灾害恶性循环，形成超级灾害链。这就是不稳定系统的蝴蝶效应：微力引起的动态平衡破坏，使能量向特定方向集中，形成难以估量和预计的超级灾害链。这一过程，我们称之为“微力迭代效应”。

我们已多次发布相应的警告。

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http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-972518.html

足够规模的火山喷发和地震活动也会产生相应的球面大气对流，影响大气对流的正常结构，形成相应的灾害链。

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结论

2022年1月15日汤加火山喷发出千年积累的地下热能，形成异常的大气振荡；

2022年6月太阳耀斑猛烈喷发，增强地磁层漏能效应和臭氧洞漏能效应；

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根据球面点喷数学模型，汤加的球面对称点为西非的加纳，是能量的集中地，也是高温集中在欧洲的原因。南极红光就是证据；

汤加火山灰增大了两极臭氧洞或低值区，形成臭氧洞漏能效应，使两极异常增温；北半球异常增温已成为事实，关注2022年9月末南极臭氧洞异常扩大造成的南极增温以及增大厄尔尼诺形成的可能性。

相关报道

综述：北半球多国遭遇高温“烤”验

作者：李雯来源：新华网发布时间：2022/7/17 20:15:27

新华社北京7月17日电综述：北半球多国遭遇高温“烤”验

新华社记者李雯

今年6月以来，热浪侵袭北半球多个国家。英国、法国和韩国等发布了高温预警，日本和美国多地高温破纪录。专家将北半球今夏的高温“炙烤”模式归因于气候变化，并提醒公众加强自我防护。

高温罕见

英国气象局15日发布有史以来第一个异常高温红色预警。英国卫生安全局也发布2004年英格兰高温健康警告出台以来的首个4级警告——“国家紧急状态”。英国气象局预计，下周初异常高温将影响包括伦敦在内的英格兰大部分地区，最高气温可能会达到40摄氏度，创下英国最高气温纪录的可能性高达80%。英国有官方记载以来的最高气温为38.7摄氏度，是2019年7月25日在剑桥大学植物园测到的。

世界气象组织发言人纳利斯12日在日内瓦表示，西欧正在形成新的热浪，预计此轮热浪还将加剧并蔓延。在接下来的几周内，高温可能会蔓延到欧洲其他地区。

法国气象部门表示，法国从12日开始迎来长达10天的高温天气。法国气象局宣布，7个省处于高温橙色预警状态，另有数十个省处于黄色预警状态。

来自北非地区的热浪自8日起侵袭欧洲西南部伊比利亚半岛，造成岛上的葡萄牙和西班牙两国连日来持续高温，加上今年以来罕见的干旱少雨，葡西两国山林火灾频发。两国政府在欧盟的帮助下已调集力量应对酷暑。欧洲其他多国也拉响了热浪警报。

韩国行政安全部2日发布高温橙色预警，范围涵盖全国绝大部分地区。这次预警发布时间比去年早了18天。在韩国，当全国超过40%的地区至少连续3天气温达33摄氏度以上，高温橙色预警就会启动。

受高气压影响，日本大部分地区6月下旬以来气温急剧上升，东京都连续多日持续高温。全国914个观测点中，有338个观测点观测到6月观测史上最高气温。

今年6月中旬，美国西南部地区遭遇热浪，多地高温破纪录。美国国家气象局菲尼克斯分局报告，6月11日，亚利桑那州首府菲尼克斯市最高气温达到46摄氏度，创1918年以来同日最高纪录。

为何如此

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）此前发布的评估报告指出，最近50年全球变暖正以过去2000年以来前所未有的速度发生，气候系统不稳定加剧。

如何防护

匈牙利国家公共卫生中心提醒公众，高温下需要加强保护，例如多喝水等；在11时到15时之间注意防晒，用适当的衣物和防晒霜保护皮肤免受晒伤；不要把孩子或宠物留在烈日下的车里。

英国气象局首席执行官彭妮·恩德斯比称，英国的极端高温预警“绝对史无前例”，并敦促公众认真对待。英国气象局警告说，高温天气可能导致部分地区停水断电、通信服务中断等，人们需要调整日常生活和工作方式，减少室外活动。

为应对高温天气，韩国行政安全部已要求相关部门和各地政府采取措施，为户外工作人员、独居老年人等群体提供帮助和健康保障。

日本政府呼吁公众采取措施，预防与高温有关的疾病，同时注意避免中暑，适当使用空调。

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/7/482843.shtm

英国最高气温或将达40摄氏度火车轨道“热”到起火

来源：中国新闻网发布时间：2022/7/17 12:59:17

中新网7月17日电综合外媒报道，入夏以来，英国高温天气持续。当地时间7月18日及19日，英国最高气温可能首次达到40摄氏度。

日前，由于天气炎热，英国南部地区一条铁道上发生火灾。据介绍，这是由于高温下铁轨之间的枕木十分干燥，遇到火花燃烧所致。

英国铁路网公司(Network Rail)还警告称，高温可能使铁轨“膨胀，甚至弯曲”，火车可能不得不减速运行以保障安全。

据英国《卫报》报道，英国铁路网公司呼吁民众减少“不必要出行”。容易受高温影响的乘客应避免旅行，而选择旅行的乘客应检查他们的火车是否正常运行，并“确保已为高温做好准备”。

英国卫生安全局15日将高温健康预警级别提高到4级，英国随即进入“国家紧急状态”。

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/7/482827.shtm

英国发布有史以来首个高温红色预警

作者：郭爽来源：新华网发布时间：2022/7/16 22:50:20

新华社伦敦7月16日电（记者郭爽）英国气象局15日发布有史以来第一个异常高温红色预警。英国卫生安全局也发布2004年英格兰高温健康警告出台以来的首个4级警告——“国家紧急状态”。专家认为，气候变化导致全球频发极端天气，但英国并“没有为这种极端温度做好准备”。

英国气象局预计，下周初异常高温将影响包括伦敦在内的英格兰大部分地区，最高气温可能会达到40摄氏度，创下英国最高气温纪录的可能性高达80%。英国有官方记载以来的最高气温为38.7摄氏度，是2019年7月25日在剑桥大学植物园测到的。

气象局首席执行官彭妮·恩德斯比称，英国这一极端高温预警“绝对史无前例”，并敦促公众认真对待。英国气象局警告说，高温天气可能导致部分地区停水断电、通信服务中断等，人们需要调整日常生活和工作方式，减少室外活动。

英国气象局科研人员指出，气候变化在全球范围内引发了前所未有的极端天气事件。近期研究发现，英国出现极端炎热天气的可能性一直在增加，并将在本世纪继续增加。在当前气候条件下，英国出现40摄氏度天气的可能性是不受人类影响的自然气候下的10倍。

英国东英吉利大学气候变化学教授科琳娜·勒凯雷16日接受新华社记者采访时说，英国出现创纪录高温非常不寻常，但“并不令人惊讶”。她指出，气候变化导致全球极端高温天气增多，而英国“绝对没有为这种极端温度做好准备”，气候变化的速度比人类社会的适应性行动还快。

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/7/482814.shtm

我国多地进入“烧烤”模式气候变暖是“元凶”

作者：付丽丽来源：科技日报发布时间：2022/7/14 10:16:43

近日，夏季高温强势来袭，我国多地进入“烧烤”模式。

国家气候中心监测显示，今年6月以来（截至7月12日），我国平均高温日数5.3天，较常年同期偏多2.4天，为1961年以来历史同期最多。全国共有71个国家气象站的最高气温突破历史极值，其中河北灵寿（44.2℃）、藁城（44.1℃）、正定（44.0℃）和云南盐津（44.0℃）日最高气温达44℃以上。

中央气象台首席预报员、正研级高级工程师符娇兰介绍，6月13日以来，我国出现了今年首次区域性高温天气过程，范围广、持续时间长、极端性强、影响大。截至7月12日，高温事件已持续30天，覆盖国土面积达502.1万平方公里，影响人口超过9亿人。

符娇兰表示，进入21世纪以来，我国大范围持续高温事件典型年份有2003年、2013年、2017年等。总体看来，今年的高温事件开始时间早于上述3年，持续时间和历史极值站数目前还不及这3年，影响范围和单站最高气温虽也不及2017年，但已超过了2003年和2013年。

事实上，不仅是我国，根据国家气候中心监测，今年6月，全球平均气温较常年偏高约0.4℃，为1979年以来最高，其中俄罗斯北部、欧洲西部等地偏高2℃以上。西班牙、法国和意大利等地的日最高气温超过40℃，多个城市刷新高温纪录。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告指出，最近50年全球变暖正以过去2000年以来前所未有的速度发生，气候系统不稳定加剧，联合国秘书长古特雷斯称之为“全人类的红色警报”。“全球变暖是北半球高温热浪事件频发的气候大背景，大气环流异常则是6月以来全球多地高温热浪频发的直接原因。”符娇兰说。

国家气候中心相关专家表示，今年6月以来，在北半球副热带地区上空，西太平洋副热带高压带、大西洋高压带和伊朗高压均阶段性增强，由此形成大范围的环球暖高压带。在暖高压带的控制之下，盛行下沉气流有利于地面增温，加之在大范围高压带的作用下，空气较为干燥，不易形成云，也使得太阳辐射更容易到达地面，导致高温频发，且强度较强，进而造成北半球多地出现持续高温热浪事件。

具体到我国，目前正在持续的拉尼娜事件为今年6月以来南方高温的发生发展提供了重要的气候背景条件，尤其是7月中纬度暖高压带发展加强，导致出现大范围的高温天气。

统计分析，在多数拉尼娜事件次年夏季，西太平洋副热带高压（以下简称副高）易偏北。今年6月下旬以来，副高北抬，特别是台风“暹芭”于7月上旬北上后，副高加强西伸，伊朗高压东伸，并与中纬度大陆高压相结合，在我国上空形成稳定的暖高压带，进而造成大范围的高温天气。此外，由于副高携带的水汽使我国中东部地区湿度较大，导致体感温度更高。

后期天气情况如何？根据中央气象台预报，未来14天（2022年7月13日至7月26日），我国江南华南等地多高温天气。13日—16日，四川盆地、陕西关中、江汉、江淮、江南、华南等地多高温少雨天气，日最高气温一般为35℃—38℃、局部39℃左右。

国家气候中心预计，未来15—30天（2022年7月27日至8月11日），我国大部地区气温较常年同期偏高，需防范高温热浪对人民生产生活和电力供应的不利影响。

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/7/482654.shtm

因新冠疫情，全球温室气体排放量减少了7% 创历史最大降幅

中国生物技术网

2020-12-12 18:13中国科学院微生物研究所

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据联合早报消息，全球碳计划组织（GCP）与英国东英吉利大学及埃克塞特大学的一项最新研究显示，由于新冠疫情对经济活动的限制，今年全球温室气体排放量较2019年减少了约24亿吨，降幅达7%，为有记录以来的最大年度降幅。

研究人员称，即便如此，2021年全球碳排放量可能反弹，并敦促各国政府在经济复苏计划中优先考虑转向清洁能源和应对气候变化的政策。

该报告称，今年4月疫情封锁的高峰时期，全球日均碳排放量下降了17%，但自那以来已经大幅回升，并再度接近2019年的水平。

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