全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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流感和埃博拉病毒病暴发的静息现象:拉马德雷周期

已有 3564 次阅读 2015-2-7 13:19 |个人分类:防灾信息|系统分类:论文交流| 拉马德雷冷位相, 流感病毒, 埃博拉病毒, 间断周期

流感和埃博拉病毒病暴发的静息现象:拉马德雷周期

           杨学祥,杨冬红

 

一、埃博拉病毒病暴发的静息现象

 

据杨瑞馥等主编《现代瘟疫——埃博拉病毒病》一书的最近有报道,2014年这场西非埃博拉疫情大暴发,一改既往模式,蔓延范围之大,持续时间之长,感染与死亡人数之多,肆虐了西非三国包括首都在内的几乎所有城市,历史罕见。尤其是由于在西非感染的外籍人员回国医治,相继在美国、西班牙、英国、印度等多国产生输入性病例,并且因医治过程中的不当医院防护,在部分国家发生了新的院内感染,更使全世界人民感到了现实威胁。

这次疫情给人类,也给我国敲响了警钟,埃博拉离我们不远!

自从埃博拉于1976年首次在前扎伊尔和苏丹暴发以来,并不是规律地每年出现,从图1可以看出,目前与人类感染相关的四种埃博拉病毒以扎伊尔埃博拉病毒出现频率最高,苏丹埃博拉病毒次之;只有1976同时出现了扎伊尔和苏丹埃博拉病毒的暴发,2007年同时出现了苏丹和本迪布焦埃博拉病毒的暴发,2012年同时出现了苏丹和本迪布焦埃博拉病毒的暴发。扎伊尔埃博拉病毒在1978-19931997-2000200420062009-2012年没有暴发流行;苏丹埃博拉病毒在1977-19781980-19992001-20032005-20102013-2014年没有暴发流行的报道;本迪布焦埃博拉病毒只是零星出现,只在2007年和2012年有过两次暴发流行的报道;塔伊森林埃博拉病毒只有在1994年有过个案报道。对于扎伊尔埃博拉病毒和苏丹埃博拉病毒暴发的静息期现象,与其他自然疫源性疾病,如鼠疫的静息期类似。

鼠疫在自然疫源地中,也常常有类似的静息期的现象,至今也仍是个谜。对于埃博拉病毒的静息期,流行病学家开展了大量艰苦的调查工作,曾经在多个地区调查了大量的非人灵长类动物、啮齿类动物、床虱、臭虫、蚊子、蜱虫和蝙蝠等。科学界一直关注的问题包括埃博拉病毒的自然宿主是什么?节肢动物是否可以传播该病毒?病毒在静息期内躲藏到什么地方去了?埃博拉病毒是否有中间宿主(如像禽流感病毒一样在猪或家禽中扩增后传播给人类)?

 

1  埃博拉病毒病暴发的静息现象

图中黑色代表某个病毒所致的暴发,白色表示当年没有暴发流行

 

埃博拉病毒病从流行病学角度讲,存在着如图1所示的“捉迷藏”现象,但这种现象的背后是否病毒本身在自然生活史中受到某种媒介或宿主的限制因素,是否存在着病毒与可能的宿主、媒介以及其他动物的相互作用,是否存在病毒地理分布的特征,是否存在病毒与气候、生态密切相关的因素等,都是围绕这种静息期现象的重要问题,揭开上述之谜,有利于我们对埃博拉病毒病的预警和防控。

http://blog.sciencenet.cn/blog-528739-865966.html

 

 

二、埃博拉病毒的爆发与ENSO循环密切相关

 

赤道太平洋海面水温的变化与全球大气环流尤其是热带大气环流紧密相关。其中最直接的联系就是日界线以东的东南太平洋与日界线以西的西太平洋—印度洋之间海平面气压的反相关关系,即南方涛动现象(SO)。在拉尼娜期间,东南太平洋气压明显升高,印度尼西亚和澳大利亚的气压减弱。厄尔尼诺期间的情况正好相反。鉴于厄尔尼诺与南方涛动之间的密切关系,气象上把两者合称为ENSO(音“恩索”)。这种全球尺度的气候振荡被称为ENSO循环。厄尔尼诺和拉尼娜则是ENSO循环过程中冷暖两种不同位相异常状态。因此厄尔尼诺也称ENSO暖事件,拉尼娜也称ENSO冷事件。

http://www.tianqi.com/baike/xunhuan.html

埃博拉病毒爆发与ENSO循环密切相关,埃博拉病毒在厄尔尼诺年和拉尼娜年附近易于爆发,如,1976(厄尔尼诺年)1995-1996(拉尼娜年)2007-2008年(拉尼娜与厄尔尼诺转换年);2000(拉尼娜年)2011-2012(拉尼娜年)、2014年(即将爆发的厄尔尼诺年)(见图1)。其发生机制可能是:厄尔尼诺和拉尼娜引发的气象异常事件,如低温冻害、忽冷忽热、干旱暴雨等气象极端灾害是病毒活跃的重要条件,也是人类减弱抵抗力的恶劣条件,与流感爆发条件大致相同。


图2 ENSO、太阳黑子极值和拉马德雷冷位相对埃博拉病毒爆发的影响(据网上资料归纳)

 

研究表明,埃博拉病毒爆发有六大特征:

其一、埃博拉病毒在太阳黑子极值年及其附近易于爆发,如,太阳黑子极小值的197619962008年;太阳黑子极大值的197920002014年(见图2)。

其二、埃博拉病毒在拉马德雷冷位相强烈爆发(见图2)。

其三、埃博拉病毒在太阳黑子超长极小期特别活跃。2014年埃博拉病毒猛烈爆发,与21世纪太阳黑子超长极小期有关。太阳活动对流感爆发的影响人们早就发现。在太阳黑子超长极小期,太阳活动减弱,辐射出的紫外线也减弱,这有利于微生物和病毒的滋生和繁殖。

其四、在1977-1999年拉马德雷暖位相时期,埃博拉病毒在太阳黑子极小值时活跃(1996),极大值时相对不活跃(1979);在2000-2030年拉马德雷冷位相时期,埃博拉病毒在太阳黑子极大值时活跃(20002014),极小值时相对不活跃(2008)(见图2)。

其五、埃博拉病毒爆发持续一年,次年迅速消失或强度明显降低(见图2)。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-828377.html

其六、埃博拉病毒爆发与ENSO循环密切相关,埃博拉病毒在厄尔尼诺年和拉尼娜年附近易于爆发。

世界气象组织最近宣称,厄尔尼诺可能在12月形成。

关注2014年即将形成厄尔尼诺及其敲响的警钟。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-830025.html

 

三、埃博拉病毒在拉马德雷暖位相静息在拉马德雷冷位相爆发

 


图3 1976-2014年埃博拉病毒爆发的时间分布:1980-1994年之间无爆发(网上资料)

根据图2-3,我们可以得出以下初步结论:

一、            1977-1999年拉马德雷暖位相时期,埃博拉病毒经历了连续14年的最长间断期,其它时间爆发强度也不大,处于相对平稳期;在2000-2030年拉马德雷冷位相时期,埃博拉病毒爆发连续间断期不超过3年,爆发强度成倍增长,处于相对活跃期。

二、            埃博拉病毒爆发与太阳黑子极值有对应关系,但不是一一对应。在1977-1999年拉马德雷暖位相时期,埃博拉病毒最强爆发与1995-1996年太阳黑子极小值对应;在2000-2030年拉马德雷冷位相时期,埃博拉病毒最强爆发与2000-2003年、2014年的太阳黑子极大值对应,与2007-2008年太阳黑子极小值对应。

如果上述统计规律成立,那么,下列结论值得观测验证:

其一、2014-2030年是后续拉马德雷冷位相时期,埃博拉病毒将继续猛烈爆发;

其二、按照太阳黑子活动的11年周期(近期有延长趋势),201820252029年附近的太阳黑子极值将会有最强的埃博拉病毒爆发。

统计规律表明,在拉马德雷冷位相时期,全球强震、低温、干旱、洪涝、飓风伴随拉尼娜、流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈。2004年底的印尼地震海啸和今年年初的低温暴雪冻害是自然界对人类发出的警告:拉马德雷冷位相时期的灾害链已经启动,人们必须有所准备。

在拉马德雷冷位相时期,自然灾害呈链状相互连接,彼此激发,为人类预防预测灾害提供预兆和信号。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-398972.html

2000年以来,200420052007201020112012年全球8.5级以上地震已经发生了6次;2009年爆发了甲型流感;200620072008200920102012年低温冻害频繁发生;这些都是在1947-1999年拉马德雷暖位相时期没有发生过的极端事件。

日益猖獗的埃博拉病毒也将列入拉马德雷冷位相时期的灾害链之中。

http://www.360doc.com/content/14/0906/15/12286027_407439686.shtml

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-825478.html

 

四、流感毒病暴发的静息现象及原因

 

禽流感发生的时间规律是,禽流感爆发成群发状态,两次群发期之间相隔30-40年,群发期内大约每隔10年爆发一次。自1888年以来,已发生两次群发时期,目前面临第三次群发[1]。禽流感爆发的双重周期受多种因素控制。

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[2]。我们发现,禽流感爆发在拉马德雷冷位相时期。在拉马德雷暖位相时期,禽流感感染人类的事件只是零星发生。

第一次群发期有三次禽流感爆发:1889-1890年、1899-1900年和1918-1919年,处于1890-1924年的拉马德雷冷位相时期;第二次群发期也有三次禽流感爆发:1957-19581968-19691977年,处于1947-1976年拉马德雷冷位相时期。

禽流感群发在拉马德雷冷位相时期,中间间隔30年左右的拉马德雷暖位相时期,1918年到1957年相隔39年,这与拉马德雷冷暖位相周期变化大致相当。拉马德雷冷位相对应全球气候低温期,拉马德雷暖位相对应全球气候温暖期。

禽流感病毒对热比较敏感,在56摄氏度下加热30分钟、60摄氏度下加热10分钟,65—70摄氏度下加热数分钟,流感病毒即丧失活性。直射阳光下40—48小时也可灭活该病毒,如果用紫外线直接照射,可迅速破坏其传染性。紫外线直射可依次破坏其感染力、血凝素活性和神经氨酸酶活性。但病毒对低温抵抗力较强,在有甘油保护的情况下可保持活力1年以上[1]

由此看来,拉马德雷冷位相时期的低温是禽流感群发在其中的主要原因。这也是自1977年以来,禽流感没有爆发的原因。因此,禽流感的群发周期为准60年的拉马德雷冷暖位相转变周期。2000年进入拉马德雷冷位相,全球又面临禽流感的群发时期。

最近研究表明,流感世界性爆发不仅与太阳黑子有关,而且与拉马德雷冷位相时期的拉尼娜年、厄尔尼诺年、低温冷害年和太阳黑子极值年都有关。流感爆发年有以下5大特征:前一年或前两年为中等强度以上的拉尼娜年,当年或前后年为中国东北地区冷夏年[5]20世纪50-70年代同时为严重低温冷害年[6]),当年为中等强度以上的厄尔尼诺年,当年为太阳黑子谷年m或峰年Mm-1m+1年或M+1年。禽流感在拉尼娜年孕育,在厄尔尼诺年爆发[2-4]

太阳黑子活动周期为9-13年,平均为11年,在拉马德雷冷位相时期共有6次。这是群发期内禽流感爆发的最多次数。由谷年m到峰年M4年,由峰年M到谷年m7年。前者时间较短,没有给禽流感病毒充分的演化突变时间(见下段文字中的原因),所以,禽流感只能发生在MMmm,或Mm,间隔713年。这是禽流感群发期内每隔10年爆发一次的原因。

禽流感一定发生在拉马德雷冷位相时期的厄尔尼诺年,前两年要发生拉尼娜事件,当年或前后一年要发生严重的低温冷害(如,1957年,1969年,1976年),这些条件也起到严格的限制作用[1]

禽流感爆发的约十年周期是可间断的,尽管在1947-1976年拉马德雷冷位相时期的1957-1958年、1968-1969年、1977年禽流感爆发近似符合10年周期,但在1890-1924年拉马德雷冷位相时期的1889-1890年、1899-1900年、1918-1919年禽流感爆发却不完全符合于10年的周期。后两次相隔时间为18[78]。认真分析其产生的原因,可以看到不同因素对禽流感爆发的控制作用。

 

世界流感大流行周期和亚周期及相关条件表

(杨冬红,杨学祥) 

   

1890-1924

1925-

1946

1947-1976

1977-

1999

2000

-2030

拉马德雷PDO

冷位相

暖位相

冷位相

暖位相

冷位相

流感大流行周期

 爆发期

间歇期

爆发期

间歇期

爆发期

亚周期及相关条件

第一亚周期

(1888)-1889

 

1957-1958

 

2009

2012?

第二亚周期

1899-1900

 

1968-1969

 

2019

2023

第三亚周期

1918-1919

 

(1976)-1977

 

2030

2034?

太阳黑子

1889谷年

1901谷年

1917峰年

 

1957峰年

1968峰年

1976谷年

 

2008?

2012?

2019?

东北冷夏年o和低温冷害年*

1888o

1902o

1918o

 

1957o*

1969o*

1976o*

 

2008?

2012?

2019?

 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-240426.html 

 

五、拉马德雷冷位相灾害链

 

拉马德雷现象以暖位相形式出现时,北美大陆附近海面的水温就会异常升高,而北太平洋洋面温度却异常下降。与此同时,太平洋高空气流由美洲和亚洲两大陆向太平洋中央移动,低空气流正好相反,使中太平洋海面降低。当拉马德雷冷位相形式出现时,情况正好相反。中太平洋海面反复升降导致地壳跷跷板运动,引发强烈的地震活动。这是强震与拉马德雷冷位相对应的原因。

1889年以来,全球大于等于8.5级的地震共18次。在1889-1924拉马德雷”“冷位相发生6次,在1925-1945拉马德雷”“暖位相发生1次,在1946-1977拉马德雷”“冷位相发生11[3],在1978-2003拉马德雷”“暖位相发生0次,在2004-2005拉马德雷”“冷位相已发生2次。规律表明,拉马德雷冷位相时期是全球强震的集中爆发时期和低温期。2000年进入了拉马德雷冷位相时期,2000-2035年是全球强震爆发时期[2-4]

拉马德雷冷位相对应全球低温期,郭增建的“深海巨震降温说”是一种合理的解释: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40o范围内的8.5级和大于8.5级的海震[15]。伴随拉马德雷冷位相中地震的增强,近20年内全球气温将逐渐变冷。历史记录表明,在“拉马德雷”的“冷位相”时期,厄尔尼诺年易发生低温冷害。1957196919721976年中国发生的严重低温冷害恰好在1947年至1976年“拉马德雷”的“冷位相”[2-4]

拉马德雷冷位相时期,拉尼娜和厄尔尼诺事件交替发生,极端冷热事件频发的气象条件是人类对病毒抵抗力减弱,病毒易于侵袭人类的原因。

 

参考文献 

1.      杨冬红,杨学祥。流感世界大流行的气候特征。沙漠与绿洲气象。200713):1-8

2.      杨学祥. 厄尔尼诺事件产生的原因与验证[J].  自然杂志. 2004, 263:151155

3.      杨冬红, 杨学祥. “拉马德雷冷位相时期的全球强震和灾害. 西北地震学报.2006,281):95-96

4.      杨学祥。灾害链规律不容忽视。文汇报。科技文摘专刊(第683期)。200832第五版。

5.      杨冬红,杨学祥,刘财。20041226印尼地震海啸与全球低温。地球物理学进展。2006213):1023-1027

6.      杨学祥. 正在被证实的三大预警:低温冻害、强震和流感爆发. 2009-05-15 光明网-光明观察.经济·科技. http://guancha.gmw.cn/content/2009-05/15/content_921510.htm

7.      杨学祥,杨冬红. 流感流行具有周期性但间隔并非日益变短. 发表于 2009-6-25 2:33:48科学网。http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=240114




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