Sunspot Cycle Minima and Pandemics  The Case for Vigilance.pdf

鼠疫俗称“黑死病”,是由鼠疫耶尔森菌引起的传播快、病死率高,严重危害人类健康的一种烈性传染病。最近北京报告两例肺鼠疫病例引起了公众的广泛关注。据历史记载，从公元前3世纪到19世纪末叶，全世界共发生过3次世界性鼠疫大流行。第一次在6世纪（公元527年～565年），由地中海地区开始扩展，医学史上称“游西第安那瘟疫”，全世界约死亡1亿人。第二次发生于14世纪，辗转流行到17世纪，当时称其为“黑死病”，遍及欧洲、亚洲和非洲北部，欧洲死亡2500万人，占该洲当时人口的四分之一，英国约有二分之一到三分之二的居民因鼠疫死亡，我国当时也有1300万人死亡。第三次发生在19世纪末叶，一直流行到20世纪40年代，波及亚、欧、美、非四大洲60余个国家和地区，死亡1500万人。总的估算，鼠疫在世界史上已夺走3亿多人的生命，远远超过全球历次战争死亡人口的总和。然而，关于历史上的几次鼠疫大流行的原因，科学界一直不是特别了解。

鼠疫大流行时的死亡惨象

     我们在论文Sunspot Cycle Minima and Pandemics: The Case for Vigilance?（见附件）中指出，历史上的沃尔夫极小期出现的第二次世界性鼠疫大流行，史玻勒极小期出现的英格兰汗热病集中暴发，蒙德极小期出现的5次鼠疫大流行和道尔顿极小期出现的5次霍乱大流行均与这四个时期不活跃的太阳黑子活动，以及不断增强的宇宙射线活动有关，宇宙射线的增强可能导致鼠疫杆菌和霍乱弧菌等病原体发生变异或重组，从而引发大规模的暴发或流行。目前太阳活动进入近100年来最弱的时期，太阳活动的减弱会导致全球宇宙射线持续加强。实验室研究证明，2009-2015全球先后出现的甲型H1N1流感病毒世界大流行、人感染H7N9禽流感病毒事件、中东呼吸道综合征频发、西非埃博拉病毒大流行和南美洲寨卡病毒大流行等五种新发病毒传染病均发生了变异或重组，很可能与现代太阳活动极小期以及持续增强的宇宙射线活动有关。如果太阳黑子活动进入现代极小期，从中长期来看，全球新发病毒性传染病将进入高发期和多发期，全球在未来30～50年内会不断出现各种新发病毒传染病，甚至可能出现鼠疫和霍乱大流行，全球公共卫生系统将面临巨大挑战，必须加强监测预警和应急准备。

1 历史上的太阳黑子活动极小期

科学家们所知最早的关于太阳黑子的记录是在1610年，从那时起，天文学家们已经开始用肉眼观测的方式记录太阳黑子的变化。现在，爱尔兰贝尔法斯特皇后大学的碳14专家保拉·瑞蒙在《自然》杂志发表论文[1]认为树木的年轮中含有碳元素，它来自于大气中的二氧化碳，由于太阳系宇宙射线的影响，其中的一些会形成碳14的同位素。但是当太阳黑子和太阳风活动剧烈时，宇宙射线就难以到达地球。因此，假如树木年轮中含有的较少的碳14，就说明那一年太阳黑子活动异常频繁。科学家们从树木的年轮中得出的数据与1610-1900年的太阳黑子记录是一致的。因此，科学家们可以通过测定碳14的方法来了解太阳黑子的活动情况，并且可以将太阳黑子活动的上限推至冰河时代之前（图1）。据此发现历史上的太阳黑子活动极小期包括沃尔夫极小期（1280-1350年）；史玻勒极小期（1450-1550年），蒙德极小期（1640-1720年），道尔顿极小期（1790-1830年）。

图1历史上的几个太阳黑子活动极小期

注：横坐标为年份，右侧纵坐标为太阳黑子数，左侧纵坐标为根据碳14的同位素预测的太阳黑子数。沃尔夫极小期(Wolf minimum)、斯玻勒极小期 (Sprer Minimum)、蒙德极小期 (Maunder Minimum)、道尔顿极小期(Dalton Minimum)

2沃尔夫极小期与第二次世界性鼠疫大流行

1348～1351年鼠疫在欧洲迅速蔓延，并最终发展成第二次世界性鼠疫大流行，史称"黑死病"，患者3～5天内即死，3年内丧生人数达6200万，1348年疫情高峰时，佛罗伦萨、威尼斯、伦敦等城市的死亡人数均在10万以上。欧洲人口减少近1/4，其中威尼斯减70%，英国减58%，法国减3/4。此次 "黑死病"延续到17世纪才终止。此次世界鼠疫大流行正好发生在沃尔夫极小期（1280-1350年）末期。

黑死病,一场席卷欧洲的死亡风暴

3史玻勒极小期与英格兰汗热病集中暴发

汗热病于1485年首次暴发，在极短的时间里夺去了无数英国人的生命。它突如其来又会突然消失。它的具体病因至今还是个谜，到现在为止对它的解释如免疫力下降、人口迁移等更多的只是一种猜测。该病的可怕之处在于突如其来，而且通常在夜间致凌晨之间袭击人们。发病开初病人浑身发冷、颤抖，有的还伴随着头疼、背痛、干渴、食欲不振、呼吸短促或高烧。几小时后，病人或是立即痊愈或是在昏迷中死去。该病的另一特征是特别“偏爱”英国人。其他疾病在英国出现后，通常会穿过英吉利海峡传播到欧洲大陆去。而该疾病好似专与英国人作对。

1485年8月，亨利·都铎在博思沃思原野上打败了约克王朝的国王查理三世，结束了英国的“玫瑰战争”。但当凯旋的军队进入伦敦时，汗热病也被带了进来。在短短的三个星期内，该病夺去了伦敦两个市长、四个高级市政官、许多贵族和无数英国平民的生命。亨利·都铎七世的加冕典礼也不得不推迟。牛津大学被迫停课6个星期，学校的教员和学生不是在床上死去，就是逃离城市到乡下躲避灾难。1485年晚秋时节，汗热病神奇地销声匿迹。

1508年的夏天，汗热病又回来了。如同第一次一样，它突然出现，连当时的国王也吓得魂不附体，来回几次变换住所，以求逃脱死神的追赶。这次疾病暴发持续时间也不长，到了中秋时节，汗热病又神秘地消失了。

1517年，汗热病再一次神奇地出现在英国人面前。这次，它来势凶猛，吞噬了更多人的生命，亨利八世的红衣主教、大法官沃尔西就险些死于汉热病，并且牛津大学有400多名学生死于该病，伦敦街头丧钟不断。

1528年6月发生的那场汗热病是第四次暴发。亨利八世的情人，即他后来的妻子安妮·博琳也染上了疾病。虽然后来她被治愈了，但其他很多人都没有她那份运气，他们纷纷死于疾病恶魔的手中。

1551年，汗热病再次出现在英格兰，这次该病首先在英格兰中、西部的什鲁斯伯里暴发，然后从那里向东南蔓延到英吉利海峡，向北扩散到苏格兰边界。到了9月份，疾病却再次突然消失。

汗热病的具体病因至今是个谜。人们对它的解释更多的只是一种猜测，当时的医生认为，被阳光蒸发的大地恶雾和水蒸汽也许是该病的主要病因。疾病之所为喜欢袭击英国人是由于英国人食肉和饮酒过多，并食用了过多带病毒的水果，而且生活优裕的中年男子尤其是疾病进攻的对象。贫困的人们好像确实比富有的绅士抵抗力要强得多。也许他们悲惨的生活环境使他们逐渐地增强了免疫力。另外，穷苦的人很少去找医生看病，而当时医生的一些疗法比疫病本身更可怕。其中一种常用的疗法是找一群人看护在病人周围并以各种方式不让病人睡觉，因为汗热病人大多是在睡眠或昏睡状态下死去的。还有的医生不仅不让病人休息而且还让人往病人鼻孔中压入气体或灌入烈醋。

1551年的汗热病暴发以后，许多人也试图用科学方式解释有关该疾病的问题。汗热病究竟是什么样的疾病？它从何而来？为什么它会定期发生？而在它不暴发时又躲到什么地方去了？为什么它喜好袭击英国人，而且受害的男人要大大多于女人？为什么在1551暴发后便销声匿迹了？

汗热病的病症很像流感、猩红热、斑疹、伤寒、脑膜炎等病的一些病症，其发生过程更像回归热，其病菌携带物不是人，而是多年寄生在鸟或小动物身上的虱子，但在一定环境中，如气候条件特殊，不协调的饮食而引起的免疫力下降、人口迁移等情况下，疾病可能突然暴发。但是，尽管这诸多解释纷繁复杂，而且很富有想像力，可都只是一种假设。400多年过去了，这些问题仍然悬而未决。历次英格兰汗热病正好发生在史玻勒极小期（1450-1550年）内，很可能与这一时期太阳活动的减弱和不断增强的宇宙射线活动有关。

4 蒙德极小期与鼠疫集中暴发之间的关系

蒙德极小期（Maunder Minimum）指的是1645年至1715年左右的一段时期。当时的观测者注意到太阳黑子非常罕见，相较于正常可以观测到40,000-50,000颗太阳黑子，该极小期内只观察到50颗左右的太阳黑子，持续时间长达70年。这一时期异常寒冷，甚至导致伦敦泰晤士河水冻结，被称为“迷你冰河时期”。1629–1631意大利鼠疫出现了一系列的鼠疫暴发，在伦巴第北部和意大利的其它领土大约有280000人死亡，占意大利当地人口的35-69%。1637年，安达卢西亚暴发了鼠疫，不到四个月就杀死了大约20000人。1647–1652年，鼠疫席卷了西班牙，瓦伦西亚约有30000人死亡，紧接着塞维利亚出现了鼠疫大暴发。1665–1666年，伦敦鼠疫大流行在18个月内造成100000人死亡。1679年，维也纳的大瘟疫至少造成76000人死亡。上述的5次鼠疫大流行均集中发生在蒙德极小期前后，很可能与这一时期的太阳活动减弱，宇宙射线活动增强有关。这期间，我国明朝也多次发生大规模鼠疫流行。

5 道尔顿极小期与霍乱集中暴发之间的关系

道尔顿极小期（Dalton Minimum）指的是1790年至1830年左右的一段时期,也是太阳活动较弱的一个时期。1817–1824年，第一次霍乱大流行始于加尔各答附近，蔓延到欧洲，仅1818年前后便导致英国6万余人丧生，并且到达亚洲的大部分地区，杀死了100000多人。1819年，霍乱疫情从爪哇岛蔓延到孟加拉；1829–1851年，第二次霍乱大流行，也被称为亚洲霍乱大流行，很可能是沿着恒河开始的。霍乱第一次到达欧洲和北美洲的国家，死亡人数高达到1000000位数。1830-1831年，欧洲霍乱流行引起了英国和俄罗斯的骚乱。1832年，霍乱流行导致伦敦6536人死亡和巴黎（当时总人口为650000人）的20000人死亡，并在法国造成约100000人死亡。该流行病于同年到达俄罗斯、魁北克、安大略和纽约。在葡萄牙的自由战争期间，霍乱通过运输自由军的船只从奥斯坦德带到波尔图并蔓延到全国，超过40000人死亡。据计算，霍乱杀死的人比战争本身还多。上述的五次霍乱大流行均集中发生在道尔顿极小期前后，我们认为也很可能与道尔顿时期的减弱的太阳黑子活动以及增强的宇宙射线活动有关。

英国诺桑比亚大学数学教授瓦伦蒂娜·扎科娃根据太阳磁能数学模型推演，2021年开始，全球气温将逐步下降，这将导致一种被称为“蒙德极小期”的现象（原指公元1645年至1715年间的一段太阳不规则活动时期，该现象在1645年到1715年之间曾被称为小冰河时期。扎科娃教授的太阳周期新模型对太阳11年内部的不规则活动作出空前准确的预测，因为它充分利用了两层太阳区域的“发电机效应”。一层接近太阳表面，另一层在太阳对流区的深处。根据扎科娃教授提出的预测结果，太阳周期新模型的预测显示，第25个周期的太阳活动将是第24个周期的80%，第26个周期太阳活动将是第24个周期的40% 。这个模型还预测，两个磁波会在2022年进入顶峰的第25个太阳周期渐渐抵消。进入跨越2030到2040年的第26个太阳周期，这两个磁波就会变得完全不同步（图2）。据此推论2030年以后太阳活动有可能会大幅度减少，进入现代太阳活动极小期，全球也可能会陷入小冰河期。

图2 太阳磁能数学模型预测太阳活动将不断减弱

历史上的沃尔夫极小期出现的第二次世界性鼠疫大流行，史玻勒极小期出现的英格兰汗热病集中暴发，蒙德极小期出现的5次鼠疫大流行和道尔顿极小期出现的5次霍乱大流行均与这四个时期不活跃的太阳黑子活动，以及不断增强的宇宙射线活动有关，宇宙射线的增强可能导致鼠疫杆菌和霍乱弧菌等病原体发生变异或重组，从而引发大规模的暴发或流行。目前太阳活动进入近100年来最弱的时期，太阳活动的减弱会导致全球宇宙射线持续加强。实验室研究证明，2009-2015全球先后出现的甲型H1N1流感病毒世界大流行、人感染H7N9禽流感病毒事件、中东呼吸道综合征频发、西非埃博拉病毒大流行和南美洲寨卡病毒大流行等五种新发病毒传染病均发生了变异或重组，很可能与现代太阳活动极小期以及持续增强的宇宙射线活动有关。

如果太阳黑子活动进入现代极小期，从中长期来看，全球新发病毒性传染病将进入高发期和多发期，全球在未来30～50年内会不断出现各种新发病毒传染病，甚至可能出现鼠疫和霍乱大流行，全球公共卫生系统将面临巨大挑战，必须加强监测预警和应急准备。

英预测2030年太阳将休眠科学家：时间很快会证明

http://news.sohu.com/20150714/n416764359.shtml

专家呼吁：防控鼠疫不能放松警惕

11月12日晚间，内蒙古锡林郭勒盟卫生健康委、北京市朝阳区卫生健康委在北京市朝阳区政府网站联合发布消息指出，内蒙古自治区锡林郭勒盟苏尼特左旗2人经专家会诊，被诊断为肺鼠疫确诊病例。目前，患者已在北京市朝阳区相关医疗机构得到妥善救治，相关防控措施已落实。

11月13日下午，中国疾控中心发布消息，鼠疫可防可治，此次疫情扩散的风险极低，不用担心感染。

那么，鼠疫的传播有哪些规律呢？如何才能有效地预防和控制鼠疫？对此，《中国科学报》专访中国科学院动物研究所研究员张知彬，详解鼠疫传播规律。“尽管鼠疫爆发流行已基本控制，但在防控鼠疫上仍不能放松警惕。”他呼吁。

什么因素影响鼠疫传播？

张知彬告诉《中国科学报》，科学研究显示，鼠密度、气候和交通等三大因素是影响鼠疫传播的最主要因素。

近年来，他带领的团队与国内外多家单位合作，首次构建了最为完整的全球第三次鼠疫流行期间的人间鼠疫病例数据库及基于基因型的时空传播模型。今年5月，这项研究成果发表在美国《国家科学院院刊》（PNAS）上。

据史料记载，历史上，世界范围内发生了三次鼠疫大流行，第一次鼠疫大流行，称为君士坦丁鼠疫、东罗马鼠疫，始于公元541年，首先出现在埃及，扩散至欧洲。第二次鼠疫大流行，又称黑死病，始于1347年，在欧洲暴发流行。第三次鼠疫大流行始于1772年的我国云南或周边国家，后传播至全世界。

这项研究分析了人口密度、温度、降水、植被等环境因子对鼠疫传播速率的影响，总结出许多鼠疫在全球流行的规律。例如，在寒冷地区，气候越冷鼠疫传播越快；而到了温暖地区，气候越热鼠疫反而传播得越快。在人口稀疏、湿润的草原、森林等地区，鼠疫的传播速度较快，这可能与人类鼠疫防控水平、自然疫源环境等有关。

两鼠疫点间传播距离约40公里、间隔5年，这暗示了鼠疫迁移到一个新地区形成暴发流行的平均距离和时间。

“这些规律无疑对于指导当前全球变化加剧下鼠疫发生的预警与防控具有重要的借鉴意义。”张知彬表示。

现代交通将加速传播

张知彬介绍，我国地域辽阔，生态环境复杂，有10多个鼠疫疫源地。

“主要分布在青藏高原、内蒙古高原、新疆、东北、西南及华南的一些山区，尤其是农牧交错区。我国具有多种类型的鼠疫病原和众多的鼠疫宿主。”他表示，“宿主主要是鼠类，跳蚤是鼠疫的媒介。”

研究人员总结，鼠密度增加是加大鼠疫发生和传播风险的重要因素。人类接触鼠类及尸体，会加大感染鼠疫的机会。被感染鼠疫的人类、鼠类等会伴随交通工具长距离传播。因此，鼠密度、气候和交通是影响鼠疫传播的最主要因素。

同时，张知彬强调，在现代交通工具日益普及的当下，鼠疫传播速度只会更快。

爆发风险不容忽视

解放后，由于我国采取有效防控手段，基本完全控制了鼠疫暴发流行。然而近年来，由于气候变化及人类活动加剧，鼠疫在世界一些地区又开始活跃起来。例如，2017年8月至11月，非洲马达加斯暴发鼠疫，达2千多例，大多为肺鼠疫。我国也陆续发现多例青海、内蒙等地的人间鼠疫病例。

因此，“鼠疫暴发流行的风险不容忽视。”张知彬说道。

一段时期以来，世界范围内的鼠害和鼠疫防治工作有所放松和忽视。张知彬认为，随着具有丰富经验的老一代科技工作者的退休，基层防疫、植保部门及科研部门都面临后继无人的局面，缺乏专门科研技术人员和经费，制约着疫情监测和防治工作。

张知彬建议，国家和地方应加大对鼠害及鼠疫的监测、防控及研发投入，加强队伍建设。在监测与防控方面，健全各级防控组织，配备专业技术队伍，加大对关键地区和鼠类的监测与防控。在科研方面，加强对全球变化下鼠疫传播规律的研究，加强“一带一路”沿线国家地区鼠疫疫区的监测与防控，阻断鼠疫的区域性和全球性传播，加大鼠害、鼠疫防控技术的产业化步伐。

相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.1901366116

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/11/432612.shtm