我们将迎来一次火山活动的高峰

                           杨学祥，杨冬红

大多数学者认为，15-18世纪的小冰期是由太阳辐射减弱或火山喷发单一作用或共同作用引起，火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面。最近研究表明，小冰期从13世纪开始，源于公元1275年和1300年之间的4次火山喷发。在过去的450年，最近研究发现了火山喷发与大气和海洋低温的联系，短期的变冷时代从13世纪到18世纪，大气和海洋系统被火山喷发所控制。

1816年，全球性的低温袭击了从欧洲、美洲甚至中国，北半球平均气温下降了0.4-0.7℃，被称为无夏之年。一般认为原因是处于道尔顿极小期。在此之前的蒙德极小期造成了北半球持续70年的连续低温。但是造成1816年寒冷现象的更直接原因是1815年坦博拉火山喷发，1809年也发生了火山喷发。在此期间还有两次火山爆发，分别发生在1812年的加勒比海地区和1814年的菲律宾。

最新研究认为，地球小冰期始于13世纪后期，这比当前地质学界普遍接受的小冰期起始时间提前了100多年。小冰期可能从1275年至1300年间就开始了，而且是突然开始降温的。当时在大约50年时间里，热带地区相继发生了4次大规模火山爆发。由于喷出的火山灰中含有大量悬浮颗粒，阻碍了太阳辐射抵达地球表面，北半球在相对很短的时期内不断遭遇“降温”，这种累积效应使北半球一下子“跌”入冰期。1430年到1450年，也发生了一轮大规模火山喷发，其中包括瓦努阿图的火山。虽然火山喷发导致的气温骤降的时间并不长，但是足以使北冰洋的冰川夏季也扩张。太阳辐射反射减少了墨西哥湾暖流，气温持续下降。火山喷发造成的短暂气温下降会导致几个世纪的寒冷时期“小冰期”的到来。

综合上述资料可以得到表1，这表明太阳黑子延长极小期、太阳活动周期超长时期（坏天时代）、火山喷发高潮期、强潮汐与低温期有很好的对应关系。衡量太阳活动强度有两个尺度，其一是太阳黑子数，其二是周期长度，与太阳黑子延长极小期相比较、太阳活动周期超长时期（坏天时代）与火山活动和气候变冷有更好的一致性（见表1）。火山活动和太阳延长极小期叠加时期对应气候变冷和小冰期时期。

表1  太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

汤懋苍等人指出，依据太阳黑子周期长度(SCL)资料，将过去2500年分为"好天时代"(SCL＜11年)和"坏天时代"(SCL＞11年)，发现在"坏天时代"中国旱灾频率显著高于"好天时代"。"好(坏)天世纪"与气候暖(冷)期有好的对应；并提出了太阳活动影响气候的过程链。他们在1470-1975年划出100个“旱年”，其中74个出现在坏天时代，只有26个出现在好天时代，坏天时代的旱年频数比好天时代几乎要多2倍。太阳黑子延长极小期、冷气候和SCL 长(即坏天时代)的对应关系见表1。这表明，SCL长，太阳活动弱，全球气温降低，太阳黑子延长极小期和SCL长（坏天时代）一一对应。

好天时代已经结束，坏天时代正在到来。本次太阳活动周期从1997年到2008年末，历经12年，按照汤懋苍等人的定义，为“坏天时代”，与全球灾害频发相对应。汤懋苍等人的工作提供了太阳黑子周期的长度变化影响地球气温变化的新证据。

从2003年开始，天文学家就一再预测到太阳活动变弱的趋势，一个类似道尔顿极小期的太阳活动低值正在到来，长度可能更长。太阳活动周期变长是太阳活动减弱的一个明显的标志。太阳活动在2008—2009年处于有记录以来的极低水平^[38]。2011年美国科研人员预测，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^[39]。

根据潮汐变化1800年周期，小冰期时期对应潮汐强度高峰，而目前潮汐强度低谷对应全球变暖，变暖高峰在24世纪，直到3107年潮汐达到新的高峰，引发新一轮小冰期。潮汐还有200年和60年周期，对应太阳黑子超长极小期和太平洋十年涛动，目前200年周期和60年周期都处于变冷初期阶段（见表1），所以，此次变冷规模要小于道尔顿极小期。

在1980年的喷发前，圣海伦斯火山因形状匀称，山顶布满积雪，很像日本的富士山，故被称为“美国的富士山”，吸引了众多旅游者。休眠123年后于1980年3月27日突然复活﹐5月18日的喷发最为剧烈﹐烟云冲向 2万米高空﹐火山灰随气流扩散至4000公里以外﹐撒落在距火山800公里处的也有1.8厘米厚。火山附近河流被堵塞﹑改道﹐许多道路被埋没。熔岩流引起森林大火﹐周围几十公里内生物绝迹。由于山地冰雪大量融化﹐形成汹涌的急流﹐加之上升气流中的大量水汽在高空凝结﹐暴雨成灾﹐使冲刷下的火山灰形成泥浆洪流﹐从山上倾泻而下﹐严重破坏了沿途的农田﹑森林及一切设施。火山喷发后﹐附近地形发生显著变化﹐原来的火山锥顶部崩坍﹐形成一个长3公里﹑宽1.5公里﹑深125米的新火山口。这次火山喷发造成60多人死亡﹐390平方公里土地变成不毛之地﹐损失巨大﹐是美国历史上﹐也是20世纪以来地球上规模最大的火山爆发之一。

1980年圣海伦斯火山喷发是1974年强潮汐激发的结果，启动了新一轮火山喷发高潮，与21世纪太阳黑子延长极小期和太阳黑子周期超长时期（坏天时代）相对应，一个变冷周期已经开始（见表1）。

我们将迎来类似公元1275年和1300年之间的火山喷发高潮。

参考文献

1.        Gifford Miller. New CU-Boulder-led study may answer questions about enigmatic Little Ice Age. http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-01/uoca-ncs013012.php

2.        汤懋苍,柳艳香,郭维栋.　天时、气候与中国历史(Ⅰ):太阳黑子周长与中国气候.高原气象. 2001，20（4）：368-373.

3.        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.

4.        杨学祥, 韩延本, 陈震等. 强潮汐激发地震火山活动的新证据. 地球物理学报, 2004, 47(4): 616-621.

5.        Richard A. Kerr. End of the Sunspot Cycle? 2011-6-14, Follow ScienceNOW on Facebook and Twitter. http://news.sciencemag.org/sciencenow/2011/06/end-of-the-sunspot-cycle.html

6.       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.