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越赤道气流洋流及其潮汐南北震荡成因

已有 1238 次阅读 2023-8-27 13:39 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

越赤道气流洋流及其潮汐南北震荡成因

杨学祥

问题的提出

在普通高中教科书中，找不到气流和洋流直接穿越赤道的证据，但现在却成为厄尔尼诺事件或拉尼娜事件成因的重要动力。这是中国式的科技创新吗？

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全球洋流.jpg

南半球的强冷空气穿越赤道成为我国长江流域洪水的诱因

丁裕国教授在2007年指出，中国气象科学院李曾中研究员的研究表明，越赤道气流正是我国长江特大洪水的“罪魁”之一。我们可以把越赤道气流的影响进行“复原”：当南半球进入冬季时，南极爆发的强冷空气向低纬度移动，穿越赤道时，气团底部增温增湿，而高空仍然保持着冰冷状态，于是气团变得很不稳定。随着继续北上，气团变得越发不稳定。如果这时遇到其它的暖湿气流，就会产生特大暴雨等灾害性天气。

早在上世纪３０年代，北京大学李宪之教授留学德国时就曾指出，北半球的冷空气可以穿越赤道，影响另一半球。１９８７年，李宪之教授在“降水问题”的专著中提出了“宏观系统”的概念，并指出冬半球冷空气的侵袭，是造成另一半球特大暴雨的重要原因。

李曾中发展了李宪之教授的理论。近年来，他分析了越赤道气流与我国大陆地区的降水关系，发现东半球夏季越赤道气流总量的多寡与大陆地区有代表性的３３６个站６～８月平均降水量有着十分密切的相关。而５月越赤道气流的强弱又可作为当年夏季越赤道气流总量多寡的一个预测指标。因此５月越赤道气流的强弱可以看作我国夏季洪涝灾害的信号。李曾中通过与中国地震局的曾小苹研究员的合作研究发现，当某地出现大面积地磁场异常时，１～９个月后，该地区将会有特大暴雨、洪涝灾害发生。尽管其中的机理尚未完全清楚，但李曾中相信，利用地磁场异常资料，可以预测出未来洪涝灾害发生的地区；通过地磁学与气象学的交叉研究，长江流域的特大洪涝灾害是可以预测的。１９９８年，他们准确地预测出了以江西省贵溪为中心的最大暴雨中心。尽管这一理论出现得很早，但是并没有得到学术界得普遍认同。李曾中认为这是一种新的思路，理应得到更多的支持。

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动力来自黄赤交角和白赤交角导致全球潮汐南北震荡

黄赤交角是地球公转轨道所在的平面即黄道面与地球赤道面的交角。月亮赤纬角（亦称白赤交角）是月球绕地球公转所在的平面即白道面与地球赤道面的夹角。

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。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，打破了南半球和北半球独立的大气环流和海洋环流的界限，形成大气和海洋的南北半球交流，是越赤道气流产生的重要原因。黄赤交角（黄道面与赤道面的交角）也使太阳潮产生南北震荡。

计算表明，潮汐南北震荡恰恰就可以影响南北半球气流和海流的相互交换，影响赤道辐合带在赤道南北的震荡幅度。因此，月球轨道的月亮赤纬角（亦称白赤交角）和太阳轨道的黄赤交角在地球的气候变化中有不可忽视的作用。

18.6年是典型的潮汐周期，月亮轨道与地球赤道之间的夹角称为月亮赤纬角，最大值为28.5度，最小值为18.5度，变化周期为18.6年。郭增建等人在1991年提出月亮潮迫使地球放气的观点，当月亮赤纬角最小时，它的直下点远离中国主大陆，所以在主大陆引起的地壳鼓起就小，因之地下放出的携热水汽就少，这样就不易诱使热带气团与高纬冷气团在中国大陆上相碰，因之雨量减少，会形成干旱，历史上，月亮赤纬角最小时的1941-1943年（河南大旱）、1959-1960年（山西大旱）、1977-1978年(山西、长江中下游大旱)、1995-1997年（华北、辽宁、吉林等地连续4-5年大旱）中国北方都发生了大旱；月亮赤纬角最大时的1932年（松花江大水）、1933年和1935年（黄河特大水）、1951年（辽河大水）、1969年（松花江大水）、1986年（辽河大水）中国北方都发生了大水。月亮赤纬角最大值导致的大气潮和海洋潮最大幅度的南北震荡可激发冷空气活动，从而增大降雨机会。

拉马德雷冷位相使月亮赤纬角最小值时期的干旱加剧，使月亮赤纬角最大值时期的低温冻害加剧。2005-2007年的月亮赤纬角最大值时期，极端冷事件频发；伴随2014-2016年月亮赤纬角最小值的到来，极端干旱事件也将越来越频繁。

在2000-2030年拉马德雷冷位相时期，2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，因而也是未来可能的严重干旱的爆发时期。2005-2007年月亮赤纬角最大值时期离我们越来越远了，2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期离我们越来越近了。

我们认为，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。未来十年极端干旱事件也将越来越频繁。我们必须做好预防严重干旱发生的准备。

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我们在2008年指出，1998年是最热的年份，1997-1998年20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、1998年6月至2000年8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3次8.5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2009-2018年特大地震集中爆发却可能使气温下降[1]。