严重干旱与我们有多远：太阳黑子极小期灾害链

                                杨学祥，杨冬红

2011年8月16日世界银行发布报告指出，全球粮食价格已经飙涨到相当程度，几乎接近2008年时的最高水平；持续波动的粮食价格，也增加贫困居民的生存危机。粮价升高，影响最为显著的是在包括非洲之角(Horn of Africa)等饥荒地区。这些地区因为长期干旱，加上冲突与战乱不断，食物价格已经接近2008年时的最高水平。报告指出，索马里最赖以维生的主要粮食作物--红、白玉米，价格上扬幅度从30%到240%不等，高物价让当地居民难以度日。过去3个月，这个地区有超过120万居民处于高度需要协助的困顿之中，其中约60万名是年龄不到5岁的儿童，光是索马里地区就有约2万9000名儿童营养不良，贫病交加[1]。

                   非洲之角为何哭泣 被忽视的旱灾预警

　　根据联合国的数据，目前在“非洲之角”东非超过1200万人严重营养不良需要救助，其中有280万已经因为饥饿濒临死亡。在索马里，每天有250名儿童死去，平均每6分钟就有一个生命逝去。

　　英国皇家国际关系学会高级研究员罗伯·贝利(Rob Bailey)16日接受中新社记者采访时表示，此次非洲危机在近一年前便已提出警告，但是这些国家和国际社会的反应却太过于迟缓。他认为早预警就理应意味着早行动，应当彻底调查清楚为何早期警告没有引发提早行动。

　　罗伯·贝利的研究显示，早期预警系统早在去年8月份便已就非洲干旱饥荒提出警告，至11月该系统已确认预测，并开始定期发布事态演进的紧急预警。他在采访中表示，在今后预防此类饥荒灾害时国际社会应当吸取教训，及早响应早期预警[2]。

干旱并非仅仅发生在非洲。进入２０１１年以来，中国、法国、波兰、奥地利、德国以及英国等多个欧洲国家遭遇干旱气候，而大洋彼岸的美国却遭遇“冰火两重天”局面，密西西比河下游多州洪灾不断，而中南部多州则严重干旱。今年以来，美国境内发生的龙卷风灾难截至５月２８日已确认致死５２０人，是１９５０年来最具杀伤力一年。近一个多月来，美国多个州遭龙卷风袭击，其频率之高、强度之大及造成的人员伤亡实属罕见[3,4]。

　　中新社华盛顿8月5日电 美国中南部地区的干旱呈现愈演愈烈的迹象，气象专家预测，旱象将持续到今年10月底。美国国家气象局专家指出，这种反常天气是由去年的“拉尼娜现象”引发的，即太平洋中部和东部赤道附近海水水温比正常偏低，从而引发今年的严重干旱。干旱最严重的得克萨斯州，从今年1月以来的降水只有往年的4成，官方有可能宣布这是60年来最严重的干旱。根据美国气象频道的估计，今年的干旱天气影响了美国48个州的32%土地，严重干旱覆盖了48个州的11%土地。美国气候预测中心观察，刚结束两个多月的“拉尼娜”现象有可能再次生成，如果“拉尼娜”卷土重来，则美国中南部的干旱天气将持续到2012年[5]。

我在2010年12月和2011年1月指出，1999年，我国种植业生产遭受了南涝北旱、东北春季低温、长江流域“凉夏”、台风、早霜、冻害等多种自然灾害的袭击，特别是北方大部地区出现了接近1997年的大范围、长时间的旱灾，长江流域发生了较为严重的洪涝灾害，给种植业造成较大损失。据有关部门核实，1999年全国农作物受灾总面积7.5亿亩左右，与上年大体相当。其中成灾4亿亩，绝收1亿亩，分别比上年增加2300多万亩和减少1200多万亩。全年因灾损失粮食700亿斤、棉花60多万吨、油料180多万吨，与上年基本持平。总体分析，今年农业自然灾害属中等偏重发生年。根据潮汐11年周期和地球自转12年周期，2010年与1998年（最热年、厄尔尼诺转换为拉尼娜、极端灾害年）、2011年与1999年的情况大致相同：关注1999年灾害重演。2011年的防灾重点：一、干旱；二、洪涝；三、低温冻害；四、风雹；五、地震[6,7]。

    自2009年9月至2010年4月，中国西南地区干旱长达7个月，为50年或100年一遇的罕见干旱。我们认为，拉马德雷暖位相时期对应我国南涝北旱，拉马德雷冷位相时期对应我国南旱北涝[8]。

    我在2008年4月22日指出，2008-2009年、2011年、2015年、2018年是可能的厄尔尼诺年，2013-2014年、2016-2017年是可能的拉尼娜年，2008-2009年、2011年、2018年是可能的流感爆发年， 2014-2016年月亮赤纬角最小值可能导致大旱年发生，2020年可能发生世纪性大洪水（这些预测已经得到部分证实）[9,10]。

    我在2008年9月16日指出，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。我们必须做好预防严重干旱发生的准备[11]。

我在2010年4月12日指出，尽管气象界对旱涝发生的原因和特征争论不休，下一场灾害是干旱已经成为事实。在全球生态环境不断恶化和资源短缺的大背景下，干旱带来的不仅仅是自然灾害。对当前全球气象灾害频发，特别是东南亚和中国西南干旱，我们不能轻描淡写，掉以轻心[8]。

2010年和2011年连续两年的南方干旱说明了什么？旱灾预警为什么总被忽视？

                  地球将有可能进入“拉尼娜态”的阶段

    冰雪、干旱、洪水，人类这些年没少吃气候异常的苦。未来气候会变得风调雨顺，还是更暴戾无常？根据中国科技大学最近刊登在著名学术期刊《自然·地球科学》上的一项热带古海洋气候变化研究结果，现在的气候可能还不算太糟。

    在赤道附近，东西太平洋上空的大气压力会周期性地此消彼长，引起大气流动，形成沃克环流，而这种周期性变化称为“南方涛动”。沃克环流像一只巨大的空调，调节着东西太平洋的冷与暖、干与湿。在它的控制下，东西太平洋经常玩“跷跷板”：东太平洋干旱时西太平洋湿润，反之亦然。当沃克环流发生异常，赤道中、东太平洋海水大范围异常偏暖，就是众所周知的西班牙男孩“厄尔尼诺”来了，反之则是“拉尼娜”。

    根据由鸟粪推算出的古代水文数据，课题组还原出过去两千年南方涛动的变化。科学家发现，南方涛动的变化竟与太阳活动有关。论文第一作者博士生晏宏介绍说，在温度比现在寒冷的小冰期期间（公元1400-1850）厄尔尼诺偏弱，此时太阳活动也处于低谷；在温度与现在差不多的中世纪暖期（公元800-1300），厄尔尼诺偏强，太阳活动也偏强。

    “现代气候数据也证实了我们的结果。”孙立广说，这个结论非常有趣，人们熟知的太阳黑子活动周期约11年，但太阳还有一个更大的活动周期，照射出的阳光能量会随着这个周期变强或变弱。

“从近期的观测结果来看，太阳似乎即将进入一个不太活跃的低谷”，他认为，这说明地球将有可能进入“拉尼娜态”的阶段，这种情况的出现会对中国甚至全球气候产生怎样的影响将是科学界需要进一步研究的问题[12]。

                   太阳黑子延长极小期灾害链

学者孙立广认为，人们熟知的太阳黑子活动周期约11年，但太阳还有一个更大的活动周期，照射出的阳光能量会随着这个周期变强或变弱。太阳似乎即将进入一个不太活跃的低谷，地球将有可能进入“拉尼娜态”的阶段。这个时期通常被称为太阳黑子延长极小期。

    研究发现，潮汐极大期、太阳黑子延长极小期、强震和全球低温有很好的对应关系。1062年潮汐峰值对应太阳黑子的奥特极小期（Oort minimum）（1010-1080）和11世纪气候变冷；1264年潮汐峰值对应太阳黑子的沃尔夫极小期（Wolf minimum）（1270-1350）和13-14世纪冷气候；1425年、1629年两次潮汐峰值对应太阳黑子的斯玻勒极小期 （Sprer Minimum）(1430–1520)、蒙德极小期（Maunder Minimum）（1620-1710）和15-17世纪小冰期时期；1770年的潮汐峰值对应太阳黑子的道尔顿极小期（Dalton Minimum (1787–1843)和18世纪的低温期；1974年的潮汐峰值对应20世纪70年代的气候变冷和2007年以来的太阳黑子极小期。两者7次时间的一一对应表明其相关性和处于同一激发机制[13, 14]。

    同一时期的中国严重干旱年有：

    北宋明道二年(1033年),史载“南方大旱,种粒皆绝，人多流亡，因饥成疫，死者十二三”。

　　元朝天历元年(1328年)至至顺元年(1330年),今河北、河南、山西、陕西等省连年大旱，饥民相食。

　　明崇祯十三年(1640年),河南“大旱遍及全省,禾草皆枯，洛水深不盈尺，草木兽皮虫蝇皆食尽，人多饥死，饿殍载道，地大荒”。此后陕北连年大旱，流民激增，终于引发大起义，明朝统治也随之而终结。

清乾隆五十年(1785年),全国13省受旱,“草根树皮，搜拾殆尽，流民载道，饿殍盈野，死者枕藉”[15]。

1975年王涌泉研究发现17世纪明末清初，中国1638-1641年发生特大干旱，1653-1679年又出现多次大地震，然后在严寒中于1662-1668-1679年长江、淮河、黄河、海河、再到长江一再出现特大洪水[16-18]。他从事日地水文研究52年，一生关注震-洪灾害链的科学研究。

1919年开始现代水文观测以来87年间（至2006年），未曾遇到类似1819年的黄河大洪水。1819年冷空气异常活跃，华北出现了异常严重的大雪，甘肃发生大暴雨。1819年缓和罕见大洪水不是偶然出现的，黄河流域旱涝的长期气候变化有其规律，大水之前有较长时期的干旱。1813年和1818年黄河也曾发生较大洪水，但1810-1814年为黄河上中游连续5年持续干旱年份，1819年为持续大旱后的转丰年份。由于太阳活动很弱，特别是南亚印度西部卡奇发生8.3级地震，导致1819年黄河出现了大洪水[19]。此后，1840年长江出现特大洪水，1841、1842、1843连3年黄河发生特大洪水，1844年美国密西西  比河出现特大洪水。1850年及1860年代北美河流又多次发生特大洪水，1855年黄河下游大改道。1860、1867、1870年连接三次长江流域再发生更大的特大洪水。而1839-1878年欧洲、北非、南亚、东亚、大洋洲河流也多次发生大洪水。这一全球水文异常确与1819-1879年全球密集大地震又密切相关[16-18]。

上述四个特大旱涝时期正处于太阳黑子的奥特极小期（Oort minimum）（1010-1080）、沃尔夫极小期（Wolf minimum）（1270-1350）、蒙德极小期（Maunder Minimum）（1620-1710）和道尔顿极小期（Dalton Minimum ) (1787–1843)，这四个时期都发生了大致相同的旱-寒有序灾害链。所以，2007年以来的太阳黑子极小期和潮汐极大期可能带来低温、强震和特大旱涝灾害。对中国而言，大旱之后有大涝。

气候专家张德二指出，重大干旱事件是指连续在3年以上、干旱区域覆盖4个省份以上的干旱事件，其中有代表性的10例 分别出现于宋、元、明、清等不同朝代和不同的冷暖气候背景，它们分别是：989-991年（北宋）；1328-1330年（元）；1483-1485年（明）；1527-1529年（明）；1585-1589年（明）；1638-1643年（明）；1689-1692年（清）；1721-1723年（清）；1784-1786年（清）和1876-1878年（清）[20]。

对比重大干旱事件和太阳黑子极小期可知，10次重大干旱事件发生在太阳黑子延长极小期及其边界的有6次，发生频率较高，值得关注。特别值得注意的是，1638-1643年（明）和1784-1786年（清）两次重大旱灾都发生在太阳黑子极小期之前数年，与目前的情况非常类似。

美国科研人员预测，太阳将进入不寻常且时间较长的“超级安静模式”，大约从2020年开始，太阳黑子活动或许会消失几年甚至几十年。这些科研人员在美国新墨西哥州拉斯克鲁塞斯市举行的美国天文学会太阳物理学分会年会上发表3份研究报告说，人们熟悉的太阳黑子活动或许将进入“冬眠”，这种情况自17世纪以来从未出现[21]。

2004年12月26日印尼苏门答腊9级地震和海啸发生以来，全球9级以上地震发生两次，8.5级以上地震发生5次，低温冻害和特大旱涝灾害频发。根据太阳黑子的蒙德极小期（Maunder Minimum）（1620-1710）和道尔顿极小期（Dalton Minimum ) (1787–1843)的旱-寒-震-涝灾害链，中国有必要在下一个太阳黑子极小期优先发展水利设施建设，有针对性地应对自然灾害的挑战。

历史的经验值得注意，在众多杂乱无章的现象中找到规律更值得关注。为了不让历史的悲剧重演，相关部门有责任收集最新的研究成果，回应公众的提问和质疑，把科研最新成果尽快应用到生产实践。

对比表明，中国大旱年有连续四次与太阳黑子极小期一一对应。1974年的潮汐峰值对应20世纪70年代的气候变冷和2007年以来的太阳黑子极小期。我们必须做好预防低温、强震和更大旱涝灾害的准备。

参考文献

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2.       于帅帅。国际观察：非洲之角为何哭泣 被忽视的饥荒预警。来源：中国新闻网 2011年08月16日13:38。http://news.sohu.com/20110816/n316472321.shtml

3.       杨学祥。拉尼娜致全球极端气候频发：预见和现实。科学网。2011-5-30 12:34 http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=449532

4.       拉尼娜致全球极端气候频发。2011-05-30 11:29:30来源：中国网。http://news.workercn.cn/rollnews/c2/2011/0530/3162834120.shtml

5.       美国干旱愈演愈烈 可能持续到明年。2011年08月06日 06:46　来源：中国新闻网。http://www.chinanews.com/gj/2011/08-06/3238425.shtml

6.       杨学祥。关于旱灾的警告记录：1999年灾害可能重演。2011-1-31 04:29 科学网。http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=409278

7.       杨学祥。2011年和1999年的相似性：共同的预见。发表于 2010-12-18 7:15:15 科学网。http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=394724

8.       杨学祥。盘点拉马德雷冷位相灾害链：下一场灾害是干旱。2010-4-12 14:04 科学网。http://bbs.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=311267

9.       杨学祥。“南旱北涝”的预测为什么被忽视。刊发时间：2010-04-02 11:18:02　光明网-光明观察。http://guancha.gmw.cn/content/2010-04/02/content_1084527.htm

10.   杨学祥。世界市场不是中国的可靠粮仓。刊发时间：2008-04-22 11:40:09　光明网-光明观察。http://guancha.gmw.cn/content/2008-04/22/content_764829_4.htm

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14.   杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候变化的影响。地球物理学报。2011，54（4）：926-934.

15.   中国历史上的重大旱灾。来源： 光明日报。2010-04-21 12:06 http://www.tianjinwe.com/rollnews/kj/201004/t20100421_771784.html

16.   杨学祥，杨冬红。历史的经验值得注意：太阳黑子极小期的灾害链。2011-7-19 13:19 科学网。http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=466237

17.   王涌泉。日地水文研究52年。2010年9月30日黄河科研网。http://www.yrihr.com.cn/jdgz_ll.asp?id=272

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19.   高建国。苏门答腊地震海啸影响中国华南天气的初步研究。气象出版社，2007，262-269

20.   张德二. 中国历史气候记录揭示的千年干湿变化和重大干旱事件. 科技导报. 2004 No.8 47-49。

21.   科学家推测：太阳黑子2020年开始或进入“冬眠”。发布时间：2011-6-16 10:54:46来源：新华网。http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/6/248488.shtm