过度的夸张：地球或面临前所未有的寒冷？

                          杨学祥，杨冬红

   中国网7月25日讯据俄罗斯《共青团真理报》网站7月24日报道，太阳物理学家们敲响了警钟：太阳黑子正在消失，地球或面临前所未有的寒冷。

地球曾经历距今3.5亿—2.7亿年以前的石炭-二叠纪大冰期和2百万年前开始的第四纪大冰期。第四纪大冰期的全球性冰川活动约从距今200万年前开始直到现在，是地质史上距今最近的一次大冰期。在这次大冰期中，气候变动很大，冰川有多次进退，分别被称为冰期和间冰期。第四纪大冰期比以前的冰期持续时间要短，现在的气候也比历史上很多时期要寒冷，因此第四纪大冰期并未结束。在距今1.8万年前的第四纪冰川最盛时期，年平均气温比现在低10℃—15℃。而间冰期时，气候转暖，海平面上升，大地又恢复了生机。其中在两个亚冰期之间的亚间冰期内，气温比现代高。北极等高纬度地区约比现代高10℃以上，低纬度地区约比现代高5.5℃左右。一直到1. 65万年前，全球的冰川开始融化，大约在1万年前大理亚冰期（相当于欧洲的武木亚冰期）消退。

20世纪晚期古气候研究的最大突破，在于证实了地球轨道参数变动造成的冰期旋回即“米兰科维奇周期”。第四纪冰期和间冰期的转换，遵循米兰科维奇的天文冰期理论，具有2、4、10万年的地球轨道周期，分别为近日点近动周期、黄赤交角周期和地球轨道偏心率变化周期，表明地球气温变化和地球接收太阳能量的多寡相关，地球轨道周期是主要因素。万年尺度的气候变化，即冰期和间冰期的转换，受天文因素的影响。这可以从图1-3的比较中明显看到。

小冰期是指一段在中世纪温暖时期之后开始的时段。大约15世纪初开始，全球气候进入一个寒冷时期，通称为“小冰期”，在中国也称为“明清小冰期”，小冰期结束于20世纪初期。小冰期的形成主要与潮汐强度变化的1800年周期有关，太阳黑子超长极小期、低着火山活动也有重要影响（见图1-3和表1）。

图2  1万年来挪威雪线高度变化（实线）和5000年中国气温变迁（虚线）

图3 潮汐强度变化影响全球气温的1800年周期

从16世纪开始，在欧洲的高山区、斯堪的纳维亚、北部地区普遍出现冰川的膨胀和冰舌的前进，破坏了农田，毁灭了山村。冰川补给的河流，经常出现灾害性洪水，还伴随着滑坡和崩坍。英格兰中部1500-1650年间冬天的温度比现今低约1.5℃，17世纪最后10年特别冷。瑞士中部的山丘（海拔900m）到5月份还被雪覆盖。阿尔卑斯山冰川扩张，冰舌延伸到2000m的草地。气候的异常寒冷，战争、饥荒和流行病使日尔曼人口从1600万减少到900万。

我们的研究表明，千年尺度的小冰期和小气候适宜期转变主要受潮汐强度变化1800年周期和太阳黑子超长极小期200年周期的叠加影响，地震火山活动也是重要因素。

太阳黑子具有11和22年周期，在太阳黑子循环和气候效应之间存在着关联。太阳黑子极小期的平均周期为11年，太阳黑子延长极小期的平均周期为179-200年。近20年的研究发现，潮汐极大期、地震火山活动频发期、太阳黑子超长极小期和全球低温有很好的对应关系。6次时间的一一对应表明其相关性和处于同一激发机制（见表1）。

多因素叠加是小冰期发生的根本原因，导致13-19世纪小冰期多次出现的原因有四（四者叠加，缺一不可）：

其一、处于太阳黑子超长极小期（主要能源因素）

过去600年间，太阳活动较弱或没有的时期与历史记录中的冷期相对应。太阳活动减弱的主要时期有：1280-1350年沃尔夫太阳黑子超长极小期、1450-1550年的史玻勒尔极小期、1640-1720年的蒙德极小期和1790-1830年道尔顿太阳黑子超长极小期，它们都与小冰期对应，是主要因素。

其二、处于全球强震频发时期（海底冷能释放方式）

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，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，其实强震也能导致全球变冷。

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Ms 8.5级和大于Ms 8.5级的海震。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。

其三、处于全球火山活动频繁时期（遮蔽太阳能进入大气的主要方式）

现代火山活动有明显致冷的记录：小冰期对应强火山活动，小气候最适期对应弱火山活动。因为火山灰和二氧化硫等火山喷发物到达平流层后，较小的气溶胶可在数月内传播到全球，并可在平流层内持续漂浮1~3年，使太阳直接辐射减弱，造成大气降温[1]。最新发表的研究报告显示火山喷发导致了“小冰期”的到来。研究报告称，1275年到1300年之间，热带地区经历过四次大规模火山喷发，喷发出来的大量硫酸盐颗粒进入大气层上空反射了太阳辐射，使地球气温降低；1430年到1450年，也发生了一轮大规模火山喷发，与地震活动一样，火山喷发与气候冷暖变化导致的冰盖消长有关（见表1）。

火山喷发如果不与太阳黑子超长极小期对应，则不能形成单独的小冰期（见表1中红色字体）。

其四、处于强潮汐活动时期（海底冷能释放方式）

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[17]。

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。

表1 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

其中，其二和其四涉及到“冷能”在海底的长期积累和释放，我们称之为“海底藏冷效应”。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-614565.html

我们的结论：地球的气候变化不仅与太阳黑子活动相关，而且与潮汐强度、火山地震活动密切相关。2004-2012年全球已发生Ms 8.5级以上强震6次，与1998年以来变暖减缓相对应。地震火山活动的影响不容忽视。

潮汐强度变化具有1800年周期（见图3），与小冰期对应的潮汐强度在3107年发生，因此，小冰期不会在今后100年内发生。1425年以后潮汐强度开始变弱，2337-2540年达到最低值，这就是说在1800年潮汐周期中，全球变暖至少要持续到24世纪。

根据潮汐变化1800a周期，潮汐强度减弱使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到24世纪，而后随着潮汐的增强，地球的气候将逐渐变冷，在3100年达到高潮。未来300年是气候变暖的高峰时期，这是全球变暖长周期的自然背景，符合全球变暖的大趋势。

此外，潮汐变化还有约200年周期，对应太阳黑子极小期准200年周期和气候的冷周期。目前处于2007年以来发生的太阳黑子极小期，对应超前的1974年潮汐高潮和20世纪50-70年代的低温期。根据以往记录，这个过程还将持续30年以上。这次变冷过程被20世纪80年代的全球迅速变暖所打断，1988-1999年拉马德雷暖位相是自然因素，温室效应包含人为因素。2000-2030年为拉马德雷冷位相，本周期内百年极寒有可能发生（注意图1中的1974年和2133年之间的c峰值），但规模较小，变冷规模要小于道尔顿极小期（见表1）。

地球或面临前所未有的寒冷的观点过于夸张，缺乏历史的数据和证据。冰期和间冰期的转变使全球气温有15-20℃的变化，小冰期和小气候适宜期的转变使全球气温有1-2℃的变化。由于目前处于弱潮汐时期，本次太阳黑子超长极小期导致的降温幅度将远小于15-19世纪历次小冰期的降温幅度，至少不会超过道尔顿超长极小期（见表1）。

地球或面临前所未有的寒冷？回答是否定的。根据历史数据和成因研究的理论，变冷规模不会超过18-19世纪的水平。

相关文献：

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.

杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677.

本文引用地址：http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-821763.html

相关报道：

太阳黑子正在消失地球或面临前所未有的寒冷

2014-07-25 15:48:16　来源: 中国网(北京)

   中国网7月25日讯据俄罗斯《共青团真理报》网站7月24日报道，太阳物理学家们敲响了警钟：太阳上疑似只有少量的黑子。2014年7月23日星期三，他们只测出了3个微小的黑子群体，而上星期五时则一个黑子都没有。

   太阳活动是以11年为一循环周期的，而现在正处于周期的中间，也就是太阳活动最积极的时期。因此，太阳上应该是布满黑子以证明其积极性的，和黑子相关的还有耀斑和日冕物质抛射。

   在研究过太空观测站“太阳动力学观测站”的相关数据后，专家确定，现今的太阳活动最大值是近一百年来观测记录中最微弱的。更别说两年前，同样是7月23日爆发了最为激烈的X级耀斑，而这次耀斑爆发还加强了一些太阳黑子之间的相互作用。

   早在2010年，也就是第24个太阳周期开始的时候，就有学者预测到未来太阳活动的反常现象。对此，来自美国国家太阳观测站的马修佩恩和威廉姆利文斯顿已有声明。

   研究人员称，太阳活动的极小期将会推迟到很晚，它将持续超过26个月而不是正常的16个月。太阳放射的带电粒子流----太阳风也会被削弱。据美国圣安东尼西南科学研究所的研究人员称在近50年太阳上气压平均降低了有百分之二十。而这可不会带来什么好事。

   太阳物理家们提到，最主要的是，太阳黑子和日珥现象作为太阳独特的寿命指示灯，却变得越来越少了。过去的第23个太阳活动周期在这种意义上是百年来最微弱的。如今的太阳活动面临着变得更消极的威胁，而这已经被确认了。在未来太阳黑子可能会完全消失。

   黑子的出现是太阳磁场个别路段被扰动的结果。黑子是和磁场的强度紧密相连的。比如说，当磁场强度低于1500高斯时黑子就不会出现。从1990年至今佩恩和利文斯顿已经观测到了几千个太阳黑子。而他们发现，磁场的强度由2700高斯降到了2000高斯。而且强度还在继续下降。能够肯定的个别强度骤降到了1800高斯。也就是说，太阳磁场的情况趋向于导致太阳黑子的消失。这个不幸的预言正在证实中。

   距太阳磁感应强度的阀值只剩下500高斯了。太阳“变弱”的原因尚不明确。大半会在未来的过程中得以查明。有什么东西已经改变了。但到底是什么呢？可能是太阳内部和表面的等离子循环被破坏。

   而这又将带来怎样的威胁呢？

   如果事情将继续这么发展下去，那么太阳将沉入超长最低活动期。而人类历史上也曾出现过类似的情况。比如说1310年到1370年，1645年到1715年。在这期间太阳黑子的数量和正常年份相比减少了近一千倍。而地球也进入了所谓的小冰期。据史书称，那时泰晤士河以及塞纳河被冰封，在南部意大利甚至都有降雪。

   而至于什么时候小冰期才会到来，研究者们则持不同意见。有人称会在2020年之前，有人则称会更早。（实习编译：梁玮琦）

(原标题：太阳黑子正在消失地球或面临前所未有的寒冷)

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