小冰期的后代：太阳黑子超长极小期和拉马德雷

                     杨学祥，杨冬红

目前气象学家解释2012年的欧洲寒流，回避了两个气候现象：太阳黑子超长极小期和拉马德雷。北极涛动和拉尼娜被公认为是此次欧洲寒流的成因之一，可是，为什么1977-1999年拉马德雷暖位相时期的拉尼娜年不发生欧洲寒流？

张培群对全球变暖的看法很客观，他指出了一个重要的事实：全球变暖在2000年以前表现为连续发生暖冬，在2000年以后出现了一些阶段性低温，2006年以来基本每年1月份都出现了阶段性低温，有些时候12月份也有。这说明2000年以后，全球变暖的表现形式发生了变化。这是为什么？

杨学祥，杨冬红，安刚，沈柏竹以《连续18年“暖冬”终结的原因》为题在吉林大学学报（地球科学版）发表自己的观点：中国连续18年暖冬的终结是2000年世界进入拉马德雷冷位相时期和2004年12月26日印尼苏门答腊发生9.1级地震和海啸的合理结果。

“拉马德雷”是一种高空气压流，亦称太平洋十年涛动，分别以“暖位相”和“冷位相”两种形式交替在太平洋上空出现，每种现象持续 20 年至 30 年。近 100 多年来，“拉马德雷”已出现了两个完整的周期：1890-1924年、1947-1976年和2000-2030年为拉马德雷冷位相时期，对应气候变冷波动时期；1925-1946年和1977-1999年为拉马德雷暖位相时期，对应气候变暖时期。2000年进入拉马德雷冷位相时期，在2000年以前，1977-1999年处于拉马德雷暖位相时期，全球气温迅速变暖，1986-2004年中国发生连续18年暖冬；在2000年之后，世界进入拉马德雷冷位相时期，低温阶段和冷冬开始频繁发生。

在1947-1976年拉马德雷冷位相时期，1954（拉尼娜年）、1957（厄尔尼诺年）、1969（厄尔尼诺年）、1972（厄尔尼诺年）、1976（厄尔尼诺年）中国东北发生了严重低温冻害；1955（拉尼娜年）、1957（厄尔尼诺年）、1964（拉尼娜年）、1969（厄尔尼诺年）、1972（厄尔尼诺年）、1977（厄尔尼诺年）长江下游冬季最大连续冰冻天数超过4天。

从1645到1715 年，太阳活动衰微，太阳黑子非常少，持续时间不可思议地持续长达70年。1894年，英国天文学家蒙德把这70年称为太阳黑子“延长极小期”。太阳黑子“延长极小期”已发生 5次，其中蒙德极小期最冷，道尔顿极小期变冷减弱，预测中的21世纪极小期将会更弱，不会重复道尔顿极小期，更不会重复蒙德极小期。应为相应的潮汐强度在蒙德极小期最强，在道尔顿极小期变弱，目前变得更弱，接近2133-2337年的最低值（见图1）。2337年达到变暖高峰，3107年达到变冷高峰，重现小冰期。

 表3  太阳黑子和潮汐的对应关系

注：太阳黑子数据引自文献[23]，潮汐资料引自文献[17]，全球气温资料引自文献[24]。

在十五世纪至十七世纪的二百余年内，全球强震发生频繁，其它自然灾害也很集中，如瘟疫流行，低温冻害严重，被称为小冰期时期。这个时期也正是太阳黑子蒙德极小值时期[16]，太阳活动处于低值状态，有人把它看作是小冰期气候产生的原因。

2000年查尔斯•季林（Keeling）提出，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大约为1800年。在十五世纪小冰期时期，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二十四世纪，而后随着潮汐的增强，地球的气候将逐渐变冷。

潮汐高低潮还有200年左右的明显周期变化。其中，1425年、1629年两次峰值对应小冰期时期，1770年的峰值对应18世纪的低温，1974年的峰值对应20世纪70年代的气候变冷。特别是潮汐54-56年周期（与太平洋十年涛动的50-70年周期对应），在全球气候变化中有非常明显的作用。

2002年郭增建提出“深海巨震降温说”：海洋及其周边地区的巨震产生海啸，可使海洋深处冷水迁到海面，使水面降温，冷水吸收较多的二氧化碳，从而使地球降温近20年。20世纪80年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关，同时这一时期也没有发生巨大的海震。巨震指赤道两侧各40°范围内的8.5级和大于8.5级的海震[10]。郭增建等人指出，9级和9级以上地震与北半球和我国的气温有很好的相关性[18]。

我们的研究表明，全球8.5级以上地震集中发生在拉马德雷冷位相时期。1889年以来，全球大于等于8.5级的地震共21次。在1889-1924年PDO“冷位相”发生6（1900年以来国外数据：2）次，在1925-1945年PDO“暖位相”发生1（1）次，在1946-1977年PDO“冷位相”及其边界发生11(7)次，在1978-2003年PDO“暖位相”发生0次，在2004-2011年PDO“冷位相”已发生5次。规律表明，PDO冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了PDO冷位相时期，2000-2030年是全球强震爆发时期和低温期[12，28]。郭增建的“深海巨震降温说”是PDO冷位相与低温冻害对应的物理原因。

深海巨震，特别是地震引起的海啸，将海底冷水翻到表面，降温效果是明显的，这可以从2004年12月26日印尼地震海啸后气温的剧烈波动变化中得到验证。2004年、2005年、2007年、苏门答腊三次8.5级以上强震和2009年9月30日南大洋萨摩亚群岛8级地震海啸，是2005年中国18年暖冬终结、2006年初低温寒流、2008年初中国南方罕见冰雪冻灾、2010年初低温暴雪袭击北半球的前兆和成因，2010年2月27日智利8.8级地震和海啸与2010年12月欧美暴雪低温和英国三百年来的最强寒流的对应性、2011年3月11日日本9级地震海啸对应欧洲和日本2011年底2012年初寒流的对应性，再次验证了这一结论。

太阳黑子超长极小期、拉马德雷冷位相时期和深海巨震是导致气候变冷的三大因素，其中前两者是小冰期的后代，它们之间的关系是：全球气温变化的1800年、200年和60年周期。

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地球暑去寒又来？

2012年01月14日08:11 来源：科学时报  作者：吴昊

太阳黑子周恒摄

气候如何变化，某种程度是自然力量和人类活动的一次较量。它将向何处去，要看谁的力量更大些。

本报记者 吴昊

虽然今年冬天不太冷，但近5年屡屡出现的寒潮、冷冬，让人记忆犹新。

伴随着太阳活动减弱和极大年的推迟，有些科学家大胆作出预测，地球将暑去寒来。

这似乎听上去和“气候变暖”的主流观点格格不入。不过，在古气候学家看来，如果放在更大的时间尺度内，人们所经历的冷暖都不足为奇。

又一个蒙德极小期？

大约15世纪初，全球曾进入一个寒冷时期，被称为“小冰期”，于20世纪初结束。

那时，欧洲出现了冰川的膨胀和冰舌的前进。它们破坏了农田，毁灭了山村。在英格兰中部，16世纪冬天的温度约比现今低1.5℃。在那段最冷的时期，瑞士中部海拔900m的山丘直到5月份还被冰雪覆盖。

在中国，这段时间被命名为“明清小冰期”。中国气象局研究员张德二研究发现，中国小冰期的气候变化与全球变化一致。

小冰期是伴随着中世纪的温暖结束到来的。寒冷的天气让植物生长季节变短，土壤潮温，粮食作物减产，全球各地频繁出现饥荒与瘟疫。

在这个小冰期里，同时出现了另一个天文事件在此重叠，让科学家们倍感兴趣。它被称为蒙德极小期：从1645到1715 年，太阳活动衰微，太阳黑子非常少，持续时间不可思议地持续长达70年。

1894年，英国天文学家蒙德把这70年称为太阳黑子“延长极小期”。在蒙德极小期中太阳活动最微弱的30年时间里，天文学家只观察到大约50个太阳黑子。在相同时段，本应该观察到4万~5万颗太阳黑子。

起初人们怀疑这70年的极小期与太阳黑子周期理论有悖。然而1976年，天文学家埃迪综合之前的各种科学记载并辅以树木年轮中14C含量的测定结果，论述了蒙德极小期内太阳活动确实处于静止平静状态。

而2003年权威刊物《物理评论快报》的一篇文章还进行了进一步拓展。文章图例显示，在过去的仅仅1000年中，就明显出现过5~6 次太阳活动极小期。

300年后的今天，在一片“全球气候变暖”的主导声音中，蒙德极小期又被重提。少部分研究者预测，太阳可能即将进入一个漫长的“冬眠期”。数年后，太阳表面的黑子会销声匿迹，或将持续几十年。

暑寒相随

虽然上世纪80年代 “冰河理论”就被提出，不过一直不是“气候变暖理论”的对手。

不过近年来，哈比布罗·阿布萨马托夫的观点一经提出，仍颇引起一番关注。这位俄罗斯科学院天文台的研究员经过长期对太阳进行观测和研究，认为在未来10年，全球变暖将逐渐停止，即使大气二氧化碳浓度增长了4%。他甚至预测说全球范围的大幅度降温将在2055年到2060年发生，并且会持续大约60年。

究其主要原因，阿布萨马托夫认为，今后一段时期内太阳活跃程度将发生变化，这从近年来太阳黑子的静默可见一斑。由于对地球升温起主导作用的太阳释放到地球表层的能量在慢慢减少，全球可能变冷便顺理成章。

这一观点得到历史数据的印证，在过去千年的几次太阳活动极小期，全球平均温度低于正常0.5℃。

然而，反对的声音也接踵而至。

一些科学家认为，由于人类对太阳观测研究时间尚短，没有足够的令人信服的证据证明在接下来的周期中，太阳黑子仍将会平静甚至沉默。

另外，即使太阳活动极小期来临，平均0.3℃~0.5℃的降幅也不足以抵消未来CO2排放造成的升温。

1992年，《IPCC气候变化评估报告》首次公布，提出了温室气体的人为排放，会在大气中的积累并将导致气候变化。此后的20年间，连续几份报告一直强调此类排放对全球变暖的影响。

未雨绸缪

在中国工程院院士、中国气象局国家气候中心研究员丁一汇看来，未来世界是否会进入小冰河期，还很难回答。

事实上，影响气候变化的因子非常多。忽略任何一个因子，都会影响预测的准确性。其中，人类活动带来的温室气体排放，太阳活动和火山活动，大气圈、海洋圈、生物圈、陆地圈、冰雪圈等气候系统构成影响气候变化的主要因素。

1998年以后，太阳辐射总量极低；火山爆发频繁，太阳热量被气溶胶反射；北极涛动正位相逐步减弱虽无法达到峰值，但是仍处在高峰位置。

丁一汇说，温度变化是曲线而非直线，它的波动叠加了正负因素变化。以1998年为界，按照60年的周期尺度，预计未来十几年气候仍将继续变暖。

不过在古气候学家看来，如果把尺度放大到千年尺度，这些变化实在是不值一提。因此，科学家强调，对气候的预测需综合自然因素、人类活动因素等多重影响，并非简单之事。

不过，《科学》杂志一篇文章提醒我们，2013年前后到来的太阳活动极大年，太阳黑子数能否达到90，将具有重要参考意义。

气候如何变化，某种程度是自然力量和人类活动的一次较量。它将向何处去，要看谁的力量更大些。

无论是暑是寒，人类也许都要对自身行为保持足够自省，更不能寻找任何借口，让大自然为我们的放纵继续埋单。

《中国科学报》 (2012-01-14 A2 新知)

http://tech.hexun.com/2012-01-14/137264953.html