弱潮汐增强温室效应：掩盖火山活动冷却作用

                    杨学祥，杨冬红

一、温室效应掩盖火山活动冷却作用

一项日前发表于《自然—地球科学》杂志的研究表明，在工业革命前约1800年间，全球海洋表层水温曾持续变冷。然而，人类活动导致的气候变暖终结了这一趋势。

   据了解，“过去的全球变化研究计划——海洋2000年变化工作组”汇总了57份已发表的权威资料，其囊括全球各纬度海域的表层海水温度记录。研究人员以200年为区间单位处理数据，观察长期趋势并与陆地重建结果进行比较。结果显示，海洋与陆地有同样的变冷趋势。其中，公元801～1800年的变冷事件或可归因于频繁的火山喷发。

   文章共同作者之一、厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室副教授SelvarajKandasamy告诉《中国科学报》记者，火山喷发将气溶胶注入平流层，而这些气溶胶能将部分太阳辐射反射回宇宙空间，从而起到一定的冷却作用。火山气溶胶可在全球迅速扩散，并在平流层中存在数年，在此期间它的冷却作用将会持续。

Kandasamy表示，火山活动或许可在短期内部分抵消温室气体带来的增温效应，因为气候对火山活动和温室气体的响应是两个相互独立的过程，这意味着二者的效果可互相叠加。“不过，进入20世纪后，温室气体的增温效应彻底淹没了火山这种冷却作用的迹象。”Kandasamy说。（来源：中国科学报李晨阳）

http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/20159271024539537324.shtm

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。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。

二、1800年以来潮汐强度减弱增强温室效应

美国科学家查尔斯·季林认为，当日、地、月位置成一条直线时，形成强潮汐。强潮汐把海洋深处的冷水带到海面，使全球气候变冷。地球、月亮和太阳相对位置的变化会引起潮汐强度的逐渐变化，波动周期大约为1500~1800年。当日、地、月排成一线且相互距离最小时，日月引潮力相互加强而变为最大，地球海洋潮汐规模也最大，这时就有更多来自海洋深处的冷水被带到海面。这些冷水可以冷却海洋上的空气。当日、地连成的直线与月、地连成的直线相互垂直时，太阳潮汐减弱月球潮汐，使地球海洋潮汐变小，这时海洋深处的冷水很难被带到海面，世界就变得暖和。据计算，大约在1425年即小冰期的末期，潮汐达到了最大值，从那以后逐渐减弱，直到3100年潮汐又达到最大值。这个周期是过去1万年气候变迁的主要动力。这个效应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。

潮汐高潮在公元前398年和53年、公元1425年和1629年、3107年和3452年达到极大值，在公元538年、2337-2540年达到极小值，形成1800年变化周期。

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。

除了1500-1800年潮汐长周期外，潮汐中周期为准60年、54-56年、22年、18.6年和11年。特别是54-56年周期（太平洋十年涛动周期），在全球气候变化中有非常明显的作用。

图1 潮汐强度变化的1800年周期（据CharlesD. Keeling and Timothy P. Whorf，2000）

我们在2014年3月指出，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为1800、200、55、18.6年。在15-17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24世纪，而后随着潮汐的增强，地球的气候将逐渐变冷。从长期周期来看，全球变暖还能持续400年，3100年将进入变冷高峰。

目前也处于200年周期的太阳黑子超长极小期、55年周期的拉马德雷冷位相时期、18.6年月亮赤纬角变化周期。

16年前气候变暖间断的原因之一是月亮赤纬角由1995-1997年的最小值时期变为2005-2007年的最大值时期（1997年最强的厄尔尼诺事件，1998-2000年、2007年、2010年最强的拉尼娜事件也是重要原因，见：杨冬红等，2008），2014-2016年月亮赤纬角最小值时期变暖增强，2023-2025年月亮赤纬角最大值时期变冷达到高潮。气候的长期趋势和短期变化都表明，气候变冷是对人类最大的威胁。

我们在2008年撰文指出，1998年是最热的年份，1995-1997年月亮赤纬角最小值产生的弱潮汐南北震荡是原因之一；自1998年以后，全球气温呈波动下降趋势，2005-2007年月亮赤纬角最大值产生的强潮汐南北震荡是原因之一。当月亮在南（北）纬28.6度（月亮赤纬角最大值）时，高潮区在12小时后从南（北）纬28.6度向北（南）纬28.6度震荡一次，大气和海洋的南北震荡将产生巨大的能量交换并搅动深海冷水上翻到海洋表面降低气温。这是以18.6年为周期的潮汐南北震荡作用比其他周期的潮汐东西震荡作用更显著的原因。太阳在南北回归线时也会产生潮汐南北震荡运动。2014-2016年月亮赤纬角最小值可能导致中国干旱和全球高温（杨冬红等，2008）。

公元801～1800年的变冷事件不仅可归因于频繁的火山喷发，而且可归因于潮汐强度变强。同样，进入20世纪后，温室气体的增温效应和潮汐强度减弱彻底淹没了火山这种冷却作用的迹象。

2014年打破1998年最热纪录，冷暖变化的18.6年周期也得到证明。

三、深海巨震降温

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^o范围内的8.5级和大于8.5级的海震^[10]。2004年12月26日印尼地震海啸后，全球低温冻害和暴雪灾害频繁发生。郭增建的“深海巨震降温说”是一种合理的解释。

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。1868年以后的北半球温度下降与1868年和1877年间的智利两个M_t9.0级大地震有关。1900年以后的北半球的温度下降可能与1906年厄瓜多尔M_w8.8级大地震以及太平洋和印度洋周围大量M_s8级以上的大地震的数量特多有关。1952年之后的温度短时下降以及1960年以后的明显的长时段下降可能与1952、1957、1960和1964年的4次M_w9.0~9.5级的环太平洋大地震有关。由于1960年智利特大地震为M_w9.5级，1964年阿拉斯加大地震为M_w9.2级，所以1960年以后北半球和中国气温下降明显，而且持续时间也很长。1833年苏门答腊9级地震、1837年智利瓦尔的维西9.25级地震和1841年堪察加9级地震组成一个9级以上地震小高潮，对应1833年之后气温的低水平段^[19]。

1889年以来，全球大于等于8.5级的地震共24次。在1889-1924年“拉马德雷”“冷位相”发生6（1900年以来国外数据：2）次，在1925-1945年“拉马德雷”“暖位相”发生1（1）次，在1946-1977年“拉马德雷”“冷位相”发生11(7)次，在1978-2003年“拉马德雷”“暖位相”发生0次，在2004-2015年“拉马德雷”“冷位相”已发生6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，2000-2030年是全球强震爆发时期和低温期^[20]。郭增建的“深海巨震降温说”是拉马德雷冷位相与低温冻害对应的物理原因。

强震与全球气候变化关系的地球物理解释是：全球变暖导致的海平面上升，破坏了地壳的重力均衡，引起加载的海洋地壳均衡下沉（如同轮船加载，吃水线加深一样），由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面，从而将会引发全球变冷。这就是大自然的自调节作用^[。

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，2000-2030年是全球强震爆发时期和低温期，2004-2018年为特大地震集中爆发时期。我们在2005年和2008年就做出了准确的预测。事实上，全球8.5级以上地震已由2次增加到6次，2015-2018年还要继续发生（见表1）。

表1  1890年以特大地震和PDO冷位相对应关系

注: 括号内为1900年以来国外数据，？表示预测

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四、太阳活动、潮汐变化、火山活动、地震活动、温室效应的综合作用

从15至17世纪的200余年内，世界上强震很多，其它自然灾害（如瘟疫流行）也很集中，这也正是太阳黑子蒙德极小值期。这个时期太阳活动处于极小值，人们往往把它当作小冰期气候产生的原因。

过去5000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：奥特极小期，沃尔夫极小期，史玻勒尔极小期和蒙德极小期。最近发现，潮汐、火山活动与太阳活动有相同的200a的周期，与200a气候周期相对应。

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。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。目前处于200年气候周期的变冷初期。

1978年以来卫星的测量结果指出，平均太阳的辐射在每天的基础上，变化达0.4%，一个太阳黑子循环大约有0.1%的变化。这转化为地表温度有0.15~0.30℃的波动，这个值与预测由人类活动“温室增暖”引起的每10年温度变化的幅度一致。几百年来太阳辐射量的变化在0.2%~1.0%之间，可以解释19世纪以来测量到的温度变化。这一问题的争论焦点是，地球接收到的太阳能量变化是否足以引起地球气候长周期（冰期和间冰期）和短周期（小冰期与小气候最适期）的相互转变。

Eddy等人估计，太阳常数变化引起的气候响应与正常发生的变化相比是很小的——太阳常数的变化至多使地球表面的温度受到零点几度的扰动，问题的关键在于能够激发低层大气发生变化的机制。宇宙尘埃云说是一种地外机制，但它也受到近期观测资料的挑战。这表明，太阳活动本身的变化量很少不是障碍，关键在于其他因素对太阳能量的积累和释放。

表2 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

注：数据来自文献[7，25，47]。

我们的研究表明，太阳活动、潮汐变化、火山活动、地震活动、温室效应的综合作用是气候变化的主要原因，图1 和表1-2 给出了相关证据。

我们在2008年指出，2014-2016年月亮赤纬角极小值将导致全球变暖，2014年最热新纪录证实这一预测。

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全球气候变化具有潮汐强度变化的1800年长周期，目前处于变暖高峰期；200年的太阳黑子超长极小期的中周期，目前处于变冷初期；55年拉马德雷周期，目前处于变冷时期；18.6年月亮赤纬角周期的短周期，目前处于变暖时期。2023-2025年月亮赤纬角最大值将进入变冷周期。

全球变暖高峰即将过去，2023-2025年全球气候迅速变冷。

人为温室效应只有在自然变暖周期的叠加之下才能有明显的增温作用。弱潮汐增强温室效应，掩盖火山活动冷却作用；同理，强潮汐增强火山活动冷却作用，掩盖温室效应的增温作用。作用和反作用都会真实的存在。

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21．             法新社：自然力近年抑制了全球变暖[EB/OL]。2007年08月13日 09:13:56 来源：新华网http://news3.xinhuanet.com/world/2007-08/13/content_6520851.htm

22．             杨学祥, 杨冬红. 全球进入特大地震频发期. 百科知识2008.07上,《百科知识》2008/07上, 8-9. http://www.jllib.cn/library/magazine/20080707k.htm

23．             杨冬红，杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。2008 Vol. 23 (6): 1813～1818

24．             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.

25．             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.

26．             杨冬红,杨学祥. 北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(2): 610-615.

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作者：SelvarajKandasamy 来源：《自然—地球科学》发布时间：2015/9/27 10:02:45 选择字号：小中大

发现温室效应掩盖火山活动冷却作用

   一项日前发表于《自然—地球科学》杂志的研究表明，在工业革命前约1800年间，全球海洋表层水温曾持续变冷。然而，人类活动导致的气候变暖终结了这一趋势。

   据了解，“过去的全球变化研究计划——海洋2000年变化工作组”汇总了57份已发表的权威资料，其囊括全球各纬度海域的表层海水温度记录。研究人员以200年为区间单位处理数据，观察长期趋势并与陆地重建结果进行比较。结果显示，海洋与陆地有同样的变冷趋势。其中，公元801～1800年的变冷事件或可归因于频繁的火山喷发。

   文章共同作者之一、厦门大学近海海洋环境科学国家重点实验室副教授SelvarajKandasamy告诉《中国科学报》记者，火山喷发将气溶胶注入平流层，而这些气溶胶能将部分太阳辐射反射回宇宙空间，从而起到一定的冷却作用。火山气溶胶可在全球迅速扩散，并在平流层中存在数年，在此期间它的冷却作用将会持续。

  Kandasamy表示，火山活动或许可在短期内部分抵消温室气体带来的增温效应，因为气候对火山活动和温室气体的响应是两个相互独立的过程，这意味着二者的效果可互相叠加。“不过，进入20世纪后，温室气体的增温效应彻底淹没了火山这种冷却作用的迹象。”Kandasamy说。（来源：中国科学报李晨阳）

http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/20159271024539537324.shtm