2010年10月22日

科學總是面臨新的挑戰:21世紀全球可能變冷?

來源:楊學祥
日期:2005/08/11

20世紀後半葉,全球氣候變暖早已引起了科學家的極大關注,而目前科學界比較公認的原因是由於溫室氣體排放大量增加所致。俄羅斯科學院物理研究所和俄羅斯水文氣象局中央高空氣象臺的科研人員通過多年研究,提出了新的理論解釋。該理論認為,宇宙射線流在全球氣溫的變化過程中起著重要作用,21世紀全球氣溫將不再升高,而是開始變冷。該科研專案獲得了俄羅斯聯邦基礎科學研究基金的資助[1]。

科研人員將自己的理論與多年積累的宇宙射線變化與全球氣溫資料比較後發現,20世紀宇宙射線的強度漸漸下降了。相反,預測21世紀投射到地球上的宇宙射線將增加。宇宙射線的減少伴隨著對流層和平流層中空氣電離速度和導電性的降低、雷雨活動的下降、地球電場的減弱、雲團覆蓋區的縮小等現象,這將導致近地空氣溫度的升高。科研人員指出,20世紀觀察到了上述現象,200年週期性變化的宇宙射線強度在20世紀減小了,從而導致了全球氣溫的升高;200年週期性變化的宇宙射線強度將在21世紀開始逐漸升高,因此,全球氣溫將不再變暖,而開始變冷。

全球溫度變化是受多種因素控制的。對過去100年的資料的回顧指出,太平洋每25年要經歷一次溫暖的"沙丁魚期"到寒冷的"鳳尾魚期"的週期性變化。目前正處於從1990年左右開始的一個鳳尾魚豐富的階段。在寒冷的階段,東太平洋的強洋流和養分的增加使得鳳尾魚、鮭魚、石斑魚和海鳥的種群大量增加。西太平洋情況則剛好相反。同時,氣溫、大氣環流和二氧化碳的釋放也有著不同的模式。在暖期,太平洋的東西兩部分的物理條件正好倒過來,使得沙丁魚在太平洋中大量繁殖[2]。

南極海冰也有幾乎完全相同的變化。近30餘年來南緯50度以南各區域都存在著一個變暖傾向,1957~1993年10年平均變化趨勢為0.20攝氏度,增溫幅度大於全球平均的每百年0.3~0.6攝氏度。其中在南極半島地區近30餘年來, 尤其是近10餘年來增溫最為顯著。氣溫變化導致南極大陸海冰的同一趨勢變化。根據1973年到1993年的觀測資料統計分析結果,南極地區從1973年到1989年,海冰範圍有一個約0.16緯度/10年的減少趨勢,自80年代後期到90年代初,南極海冰面積又呈現逐漸增多的趨勢,因此,1973年以來南極海冰總體平均仍為微弱的減少趨勢[3]。

與太平洋溫度的週期變化類似,太平洋上空的氣流也有近似的週期變化。"拉馬德雷"是一種高空氣壓流,亦稱為太平洋十年濤動 (PDO)。近100多年來,"拉馬德雷"已出現了兩個完整的週期。第一週期的"冷位相"發生於1890年至1924年,而1925年至1946年為"暖位相";第二週期的"冷位相"出現於1947年至1976年,1977年至2000年為"暖位相"。如果"暖位相"的"拉馬德雷"與"厄爾尼諾"相遇,將使其更強烈,出現的次數更頻繁;假如"冷位相"的"拉馬德雷"與"拉尼娜"現象相遇,那麼"拉尼娜"將顯示強勁的勢頭,出現頻繁[4]。在20世紀的氣候記錄中有兩段時期全球氣溫明顯變暖:1925年到1944年,1978年至2000年。20世紀的兩段變暖時期(1925-1944年,1978-2000年)與"拉馬德雷"的"暖位相"對應,但是它們都明顯地滯後於東太平洋海溫變化和南極海冰變化。

近30年來全球迅速增溫的事實是顯而易見的,但人類的力量並不能改變自然規律。拉馬德雷現象的週期交替反復證明自然力量的存在。值得借鑒的是,1947-1976的拉馬德雷冷位相曾使許多氣象學家驚呼小冰期的到來。2000年"拉馬德雷"進入"冷位相"再次提醒人們:全球變暖的勢頭將逐漸減弱,一個寒冷多震時期將在未來30年內發生。海洋巨震將深海冷水翻到表面,吸收二氧化碳,減弱溫室效應,是氣候變冷的放大器[5]。對於能源和資源日益匱乏的地球而言,這是人類面臨的最大威脅。

許靖華根據歷史上的全球氣候變化週期中人類社會發展的歷程,證明全球小氣候最適期人類社會繁榮發展而全球小冰期導致農業減產,饑荒和民族大遷移[5]。

據任振球的研究,木星、土星、天王星和海王星使地球冬至時的公轉半徑發生相當穩定的准週期變化,與全球尤其北半球氣溫變化的間隔60年振動相一致。在20世紀初的低溫期和60~70年代相對偏冷期,當時(1901和1960年)地球冬至時的公轉半徑分別延長了94(相當於日地距離的0.6%)和57萬公里;在30-40年代和80年代後的暖期,地球冬至時的公轉半徑(1940和2000年)分別縮短了76和44萬公里。2000-2020年地球冬至時的公轉半徑由極小值變為極大值,他推測2020年前後全球氣候將進入相對冷期[7]。

韓延本分析了美國宇航局公佈的起自19世紀中期的全球及南北半球的溫度異常變化資料,得到它們存在約60年的准週期性波動的初步結果。該週期是它們的中週期波動的主要週期分量之一,它對調製溫度的總體變化趨勢可起到重要作用。分析表明,該週期分量是時變的,週期長度在19世紀略超過60年,之後緩慢變短,到20世紀後期月在55年至60年間。所謂人類活動造成的溫室效應的加劇似乎並未有打亂這一周其分量的存在[8]。

汪品先院士指出,大約在1萬年前"新仙女木事件"結束時,格陵蘭上空的氣溫在近50年內上升7攝氏度,而且這類快速變化還反復發生。歷史紀錄表明,全球氣候變化主要受自然控制,溫室效應氣體排放加劇了全球變暖進程,人類必須在氣候劇烈波動時期做好預防氣候變暖和變冷的兩種準備[9]。

沒有任何證據表明,地球走出了第四紀大冰期;但是有證據表明,自80年代後期到90年代初,南極海冰面積又呈現逐漸增多的趨勢[3],南極大陸逐漸變冷[10]。90年代左右東太平洋進入一個鳳尾魚豐富的低溫階段。南極海冰增減變化轉捩點超前於東太平洋海溫高低變化轉捩點,東太平洋海溫高低變化轉捩點又超前于拉馬德雷冷暖位相變化。這既反映了准60年週期太陽活動變化的能量傳遞過程,也是全球氣候變冷的最初資訊和前兆。

綜合分析表明,目前全球氣候處於10萬年冰期地球軌道偏心率週期的暖期之末,2萬年近日點進動週期的暖期之初,1800年潮汐週期的暖期的中期,200年宇宙射線週期的冷期初期,60年拉馬德雷冷暖位相轉變週期的冷期初期。氣候的複雜多變是可想而知的。

1976-1999年,是全部週期中的暖期重合期,全球變暖的速度空前絕後。21世紀後,全球面臨200年週期和60年週期中的冷期重合,變冷的強度將高於我們過去的預測[11]。

當前世界最大的危險是:全球變暖很快會成為過去,人類將遭受到大自然突然變冷的報復,這對面臨資源短缺和能源危機的現代世界是最大的災難[11]。

參考文獻

1.宇宙射線影響氣候 21世紀全球可能變冷(圖)。http://tech.163.com 2005-08-10 10:17:50 來源: 南方網 http://tech.163.com/05/0810/10/1QPN844400091537.html

2.Francisco P. Chavez, John Ryan, Salvador E. Lluch-Cota, et al. From Anchovies to Sardines and Back: Multidecadal Change in the Pacific Ocean. Science. 2003, 299: 217-221.

3.周秀驥, 陸龍驊 主編. 1996, 南極與全球氣候環境相互作用和影響的研究. 北京: 氣象出版社. 2, 12, 44, 133, 271, 380, 381~392.

4.楊學祥. 2003, 太平洋環流速度減慢的原因. 世界地質, 22(4): 380-384

5.郭增建. 2002, 海洋中和海洋邊緣的巨震是調節氣候的恒溫器之一. 西北地震學報. 24(3): 287.

6.許靖華. 太陽、氣候、饑荒與民族大遷移. 中國科學, D輯. 1998, 28(4): 366~384

7.任振球. 當代氣候變暖若干問題商榷. 見: 丁一匯主編,中國的氣候變化與氣候影響研究. 北京: 氣象出版社.1997.43~48.

8.韓延本, 韓永剛, 馬利華等. 全球溫度異常及地球自轉變化中的約60年週期. 見:中國地球物理2003. 中國地球物理學會編. 南京:南京師範大學出版社, 2003. 362

9.汪品先, 翦知湣. 尋求高解析度的古環境記錄. 第四紀研究. 1999,(1): 1~17

10.楊學祥,楊冬紅。氣候變化的自然週期:自然界的調控系統。 2005-8-10光明網 - 光明觀察 - 學術觀點. http://guancha.gmw.cn/show.aspx?id=3642

11.楊學祥。地球已開始進入變冷週期。 5-27光明網論文發表交流中心。 http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=176

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