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百年极寒或可发生

世界各地正在遭受严寒、低温、暴雪的侵袭,英国、美国、印度灾害不断见诸报端,我国的新疆、内蒙古等北方地区的严寒、黄渤海冰冻、南方冻雨……一系列的低温天气引起了我们的关注,再联想去年的严寒,我们不禁要问,气候就此变冷了吗?真的出现了“千年极寒”?

受到“冷位相”的深刻影响,一个寒冷、多震、极端天气增多的时期将在未来30年内出现    

辽宁日报:这个冬季全球极端天气如此之多,特别是北半球许多地区正经历寒冷和暴雪,这些气象现象之间是否是有关联的?    

杨学祥:各地的低温严寒有地区的因素,但更重要的是全球气候变化的巨大影响,低温暴雪的范围如此之大,说明我们的北半球是“冷”字当头,正在经历极度寒冷的冬季阶段。    

辽宁日报:从气象上来说,造成今冬严寒的原因是什么?   

杨学祥:有气象专家认为,造成我国今冬的严寒的直接原因是北极冷气压的南移。这个冷气压是以一个很大的涡旋形式出现,气象上叫“极涡”。如果这个“极涡”南移,就容易把来自北极和西伯利亚地区的冷空气带到中纬度地区,造成冷空气(寒潮)侵袭。    
 

辽宁日报:这个“极涡”什么情况下易向南移动?    

杨学祥:总的来看,全球的大气主要是受大洋上的冷、暖气团的影响。特别是四大洋中赤道面积极为广阔的太平洋,接受和储存太阳的能量最多,直接影响着全球的水汽交换,上空的气团又与洋流相互作用,形成了洋流在高、低纬度间环流及气团的移动,直接影响了各地的大气状况。我们发现,这其中起决定作用的且有规律变化可循的气团就是位于太平洋上空的一种高空气压流 “拉马德雷”,被称为 “太平洋十年涛动(PDO)”,它分别以“暖位相”和“冷位相”两种形式交替在太平洋上空出现,每种形式持续20年至30年。在拉马德雷冷位相时期,月亮赤纬角平均值偏大,产生强烈的大气潮汐和海洋潮汐的南北振荡,有利于北极极涡南移,导致中低纬度寒流频繁发生。    

辽宁日报:目前是“冷位相”时期?    

杨学祥:是的。在近100多年里,冷、暖位相是有规律地交替出现的。1889-1924年是冷位相时期,1925-1946年是暖位相时期,这两段时期可能由于年代久远大家没有切实感受,而1947-1976年是冷位相时期,是很冷的,年纪大的人还会有印象,这段时期的寒冷甚至曾使许多气象学家惊呼“小冰期”到来了。到了20世纪70年代末就变了,1977-1999年成为暖位相时期,这个大家感受都比较深,这个时期冬天不太冷,大的火山、地震的发生也较少,“全球气候暖化”的结论由此深入人心;进入21世纪后,又进入了冷位相时期,特别是2004年后,以印尼大地震为重要信号,全球气候受到了“冷位相” 的深刻影响,变暖的势头将减弱,一个寒冷、多震、极端天气增多的时期将在未来30年内出现。

“拉尼娜”、强潮汐、太阳活动减弱联手制造了严寒    

辽宁日报:如果说寒冷、多震是冷位相时期的一大特点和趋势,这让我们想起了2008年初我国南方的冰雪冻灾,2009-2010年冬季低温暴雪袭击北半球。而今年许多地区的低温、冻害是否可以看做是这种趋势的一个继续?是否在这冷位相的20多年里每个冬季都会出现低温灾害? 

杨学祥:2008年初、2010年初、2011年初的冬天冻害严寒不断上演,说明我们正在经历一个低温时期。但这并不是说未来一二十年每个冬季气温都会很低。低温是很多因素共同作用的结果。其中,有一个规律值得我们注意。历史记录表明,拉马德雷冷位相时期的厄尔尼诺年和拉尼娜年的那个冬季发生低温、冷害的几率很大。例如,1947-1976年的冷位相时期,我国北方的严重低温冷害都发生在这期间的厄尔尼诺年,如1957、1969、1972、1976年;南方的严重低温冻害都发生在太阳黑子低值年和拉尼娜年(或厄尔尼诺年),如1954年12月至1955年1月、1964年2月8日-26日湖南都发生了低温冻害;特别是1977年1月强寒潮冷空气入侵,湖南雨雪日数持续10天,各地最低温异常低,且以武汉的-18.1℃为历史最低,纪录一直保持至今。    

辽宁日报:最近这几年好像也发生了“拉尼娜事件”。    

杨学祥:在2007年秋季发生了拉尼娜事件,我们预计接下来的冬季发生低温冻害的可能性很大;2009年发生了中等强度的厄尔尼诺事件,我们由此撰文推测 2009—2010冬季可能会出现低温寒冷,事实也证明了这点。 2010年7月也发生了拉尼娜事件,目前全球多地区的低温也是一个回应。当然,“低温”的形成还有其他的因素可以参考,但冬季之前的“厄尔尼诺”和“拉尼娜”事件是一个不容忽视的考察对象,此时冬季出现极端天气的可能性会增大。    

辽宁日报:那么,是否会出现低温和严冬还可以看哪些要素?    

杨学祥:地球的能量来源于太阳,太阳辐射的变化对地球的影响是巨大的。美国科罗拉多大学大气和空间物理学实验室研究人员表示,太阳最不活跃的时候,可能会导致全球温度下降了大约0.2-0.3摄氏度。比如在17世纪,地球经历了长时间低温期,欧洲甚至经历了“小冰河期”,而这段时期,太阳黑子活动极其微弱,甚至变得了无踪迹。天文学家发现,2008年至今太阳活动很不活跃,太阳黑子数量少,处于平静期,磁场更加微弱。    

另外,日、月、地间的引力所引发的潮汐也是气候和天气变化不可忽视的因素,它会直接影响大洋气团的状况。潮汐引发的海水流动对地壳产生巨大压力,极易产生火山、地震,而深海地震把海洋深处的冷水带到海面直接影响表层温度,再通过洋流运动使全球气候变冷。如果太阳引发的潮汐振荡幅度会增强大气和海洋的南北对流,是北半球寒流频发的主要原因,那么月亮潮的适时叠加就是极端寒流发生的重要原因。
   

辽宁日报:太阳黑子有11年的变化周期,潮汐强弱有无规律可循?    

杨学祥:除我们熟知的11年和22年周期外,太阳黑子还有约200年的变化周期,在这个周期里,会有60—80年的一段太阳活动的不活跃期,通常称之为延长极小期。从公元850年起,我们可以确定的太阳黑子延长极小期有五次之多,而最近的一次就是从2007年开始的。
   

我们又考察了这五段时间内的潮汐特点,发现又都出现了强潮汐的现象,即潮汐最大值和太阳黑子活动最低值在200年准周期变化中相重合,而这五段时间内又都是历史上有名的寒冷期。所以,无论从作用机理上来说,还是从历史气候记录的变化规律来看,太阳活动和潮汐变化的共振效应对地球气候变化影响极大,太阳黑子活动和潮汐的178年周期对地球寒冷周期的影响非常值得关注。    

百年极寒或可发生,在气候剧烈波动时期要做好变暖和变冷两种准备

辽宁日报:最近几年是潮汐的最大值?    

杨学祥:潮汐也有诸如2.2年、11年、55年、178年、200年、1800年等多个周期,每个周期内都有最大值,这个最大值对地球都会有大小不同的影响。以200年周期来看,目前正处于高峰值阶段,按60年周期来看,依然处于高峰值。而目前的太阳黑子活动低值有可能与潮汐高峰配合,会形成新一轮的低温时期。    

辽宁日报:在2010年夏天,就有2010-2011年的冬天可能会是“千年极寒”的说法,现在这个冬季已经到来了,确实很寒冷,是否达到了“千年”的程度?   

杨学祥:15-17世纪是距今最近的一次地球的小冰期,那个时候可以说是“千年极寒”,潮汐也达到了1800年周期的最大值,以后逐渐减弱。根据这个 1800年的周期,到3100年才能重现小冰期时期。所以,目前“千年极寒”是不会发生的。但是,以200年太阳活动和潮汐调温的周期来看,一些地区会出现百年尺度的寒冷,比如英国气象部门称,今年可能是当地300年来最为严酷的寒冬。2010年12月份的平均气温比常年同期低了近6℃。英国严寒为欧洲极寒的百年周期提供了证据。而根据潮汐准60年周期,并且2000-2035年处于拉马德雷冷位相时期,低温冻害会在多个地区频繁发生,50-60年一遇极寒的发生有更大的可能。    

辽宁日报:全球气候到底在“变暖”还是在“变冷”?到底该如何理解?    

杨学祥:冷、暖都是相对的,就像高低一样,都要有一个基准和衡量的范围。如果说气候,就要从多年的数据比较和大的尺度来说:以千年尺度看,目前处于小冰期后的温暖期,并将继续持续300年,这是全球变暖的大背景。从百年的时间尺度来说,20世纪的八九十年代由于处于拉马德雷暖位相,形成一个暖化的阶段,人类活动的温室效应也加剧了这个暖化的过程。但2004年以后,受太阳活动、潮汐调温和拉马德雷冷位相的影响,冬季平均气温可能会较上世纪八九十年代有一个明显的降低。    

全球气候冷暖的变迁不是单向的,异常变暖之后,会有异常变冷出现。这也是地球自身动态调整的一个表现。历史记录表明,全球气候变化主要受自然控制,人类活动产生温室效应只是全球气候暖化的一个因素,人类必须在气候剧烈波动时期做好预防气候变暖和变冷的两种准备。    

辽宁日报:谢谢您的讲解,看来我们要对低温、冻害多做准备。

专家档案    

杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院教授。主要从事地球动力学研究,发表文章近百篇,主持完成国家自然科学基金资助项目 “地球各圈层能量交换过程与全球变化的关系”。2004年、2010年被聘为中国地球物理学会天灾预测专业委员会委员。

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