大气加热海水十分缓慢：人为温室效应的局限性（2）

                                                    杨冬红，杨学祥

两极临近结冰的海水因为密度最大而沉入两极海底，自转离心力将较重的海水推向赤道海底，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。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，这个过程被称为“海底藏冷效应”^[1]。由于内核相对地壳地幔的差异旋转，核幔角动量交换使部分旋转动能转变为热能积累在核幔边界（赤道处的核幔速度差最大，积累的热能最多，图1中的巨大火成岩省主要集中在赤道附近）。超级热幔柱在海底赤道区喷发，加热了底层海水，并引发赤道和两极之间的海洋整体热循环，降低了赤道和两极大气的温差，使两极的海温和气温逐渐上升到冰点以上，形成中生代全球无冰温暖气候，这一过程称之为海洋锅炉效应^[2]。

人为温室效应可以使大气增温，但不能使深海底层海水增温。由于没有有效的对流机制，仅仅靠热传导的大气向海洋的热传输，效率很低，需要漫长的岁月，与海底火山喷发造成的海水增温不可比拟。

人为温室效应和自然温室效应有巨大的差别，地球的变暖时期都与海底火山喷发造成的巨大火成区相关，海底火山不仅喷出温室气体导致大气的温室效应，而且喷出岩浆使海洋底层水增温。

近一亿年间海洋底层水冷却了15℃，大气冷却了10-15℃^[3]，而第四纪冰期到来之时，海洋底层水温度为0℃^[4]，目前为2℃。海洋底层温度变化是大气温度变化的可靠前兆。这表明全球温暖期对应海洋底层水的高温期，全球大冰期对应海洋底层水低温期，海洋底层水是地球储存“冷能”的仓库，如果海洋底层水温度没有提高到一亿年前的水平，全球就不会重现中生代白垩纪的高温期，强潮汐和强震会不断用海底冷水来冷却大气，使气候变冷。

参考文献

1. 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.

2. 杨学祥, 陈殿友. 火山活动与天文周期. 地质论评, 1999, 45(增刊): 33-42.

3. Claude J A, Stephen H S. The evolution of the earth. Scientific American, 1994, 271(4): 44-51.

4. 李四光. 天文、地质、古生物资料摘要. 北京: 科学出版社. 1972. 66.