中國科學家最先研究和預測了地球變冷
——再論地球已進入變冷周期
作者：楊學祥

http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=291374
關鍵字：軌道周期 日地距離 60年甲子周期 南澇北旱 南旱北澇
    1． 一份美國五角大樓“秘密報告”[1]

    到2020年，歐洲沿海城市將被上升的海平面所淹沒，英國氣候將像西伯利亞一樣寒冷干燥。核戰、大旱、饑餓和暴亂等問題將困擾全球各國。

　　中國南部地區在2010年前后將發生持續整整10年的特大干旱。中國北方將水患不斷，南方一片干旱……

    2004年2月22日的英國《觀察家報》，披露了美國的一份關于全球氣候變化預測的“重要”報告。羅勇在美國全球商業網絡咨詢公司(GlobalBusinessNetwork，簡寫為GBN)的網站上找到了這份題為《氣候突變的情景及其對美國國家安全的意義》的報告。

　　報告中關于2010年全球氣候變化的預測主要有：

　　———亞洲和北美洲的年平均溫度下降達5華氏度(2．8攝氏度)，北歐下降6華氏度(3．3攝氏度)。整個澳洲、南美洲和非洲南部的關鍵地區年平均溫度上升達4華氏度(2．2攝氏度)。

　　———在歐洲和北美洲東部人口密集的農業產區和水資源供給地區，干旱將持續幾十年。

　　———冬季暴風雪和大風增強，西歐和太平洋北部將遭受更強烈的大風天氣。

　　報告中特別提到了2010年的中國氣候狀況：

　　———季風降水可靠性的降低將對中國產生重大影響。

　　———中國南部地區在2010年前后將發生持續整整10年的特大干旱。中國現在“南澇北旱”的降水分布型，到時候可能變成“北澇南旱”的降水分布型。

　　———夏季風可以為中國帶來降水，但也會引起負面效應，如洪水可使水土流失更加嚴重。由于水汽蒸發冷卻作用的降低，會引起寒冬延長，夏季高溫增加。

　　這份報告是美國國防部出資10萬美元，委托GBN公司完成的。研究的出發點是設想全球氣候變化可能導致的最壞的可能性，并提出應對之策。

　　據羅勇研究員介紹，GBN公司在美國很有名，該商業網絡公司受雇于政府或企業，從事各種咨詢評估，提供決策依據。

　　報告在美、英、以色列等多個國家及環保組織中引起強烈反響。報告的作者之一施瓦茲解釋道：“盡管報告中所提到的有關全球氣候變化的景象似乎超乎人們想像，但卻非常值得提前采取措施，正如美國人曾對歷史上其他一些重大事件事前就作出評估一樣———比如，在1983年美國就開始為前蘇聯的解體提前進行籌劃，1995年我們就曾對世界貿易中心是否會遭受飛機撞擊進行研究。”

    五角大樓的發言人則出來澄清說，這份由科學家和軍事顧問完成的報告，不代表國防部的官方立場。而且施瓦茲也不是研究氣候變化的科學家，只是使用了相關科學家的研究成果[1]。
顯然，這是一個綜合性的研究報告，而中國卻缺乏這樣的綜合性的研究，甚至漠視這種綜合性研究。中國科學家還沒有超脫專業局限，不能從全局看待全球變化。

    2． 中國科學家高度關注[1]

    看完報告，羅勇說，當時的第一反應就是：“以前我們很少考慮到，氣候會在慢慢地漸進發展的過程中發生意料之外的突然變化，比如在全球氣溫不斷升高的趨勢中，是不是會出現突然降低的可能？這一點中國科學家沒有認真研究過，由此可能帶來的后果也沒有預計。”

　　另一方面，目前氣候學家對于氣候變化的研究，更多地只是涉及氣候變化對自然生態系統和社會經濟系統的影響等等，“這份報告提醒我們，氣候問題不再是一個簡單的科學問題，而是一個關系到國家安全的問題”。因為氣候突然變冷，會導致農業產量降低，引起食物短缺；洪水和干旱這些氣候極端事件將導致淡水供應和水質降低；冰和風暴將導致戰略性化石能源的供應中斷。“這些都會直接關系到國家安全。”

　　“不管這個報告產生的影響如何，也不管將來氣候的實際變化如何，作為一個科學家，我覺得我應該做點什么，至少在這方面應該給國家提供一個科學決策的依據。”

　　毫無疑問，GBN的報告，引起了中國科學家們求證的強烈興趣。

　　很快，在一批氣候學家的努力下，3月4日，以GBN的報告為出發點，中國氣象事業發展戰略研究領導小組和中國科學院地學部，聯合組織召開了“氣候變化應對戰略研討會”。

　　在這次會議上，專家們肯定地指出，GBN報告里所引用的科學依據，均是得到絕大多數同行科學家公認的研究成果，但是正像作者在報告中明確指出的，該報告的目的不是預測氣候將如何變化，而是描繪出如果我們對氣候變化沒有做好準備的話，氣候變化將對人類社會產生怎樣的影響。 
　　“必須指出的是，GBN報告描述的情景僅是極端的情況，也許發生在某些地區，但不會是全球所有地區，而且事件發生的可能性很小。”

　　5月10日～12日，香山科學會議第232次學術討論會，主題為“氣候變化的應對戰略”。專家建議應當把氣候變化問題上升到國家安全的高度來對待，加強對氣候變化與國家安全對策的研究，建立國家應對極端天氣、氣候事件的機制，并納入國家重大突發事件的應急反應系統中。

　　6月29日～30日，青年科學家論壇在北京科技會堂舉行，主題為“氣候系統模式發展與氣候變化應對戰略”。GBN的報告再次成為會上大家關注的焦點之一[1]。

    3． 中國科學家的部分觀點[1]

　　羅勇說，GBN的報告中對于全球氣候預測的基本思路是，氣候突然變冷、變干、風暴增加，從而給人類造成巨大傷害。“根據我的研究，GBN預測的情景發生的可能幾乎為零。”

　　羅勇說，GBN報告中關于中國的預測內容，大部分措辭比較模糊，只有一條明確指出了時間和地點，那就是在2010年前后，中國南部地區將發生持續整整10年的特大干旱；同時還說，中國現在的“南澇北旱”的降水分布型，到時候可能變成“北澇南旱”的降水分布型。

　　羅勇說，他從兩個方面嘗試著求證。一方面，以每10年為一個階段，對中國夏季降水進行分析。通過大量的分析，羅勇繪制了從1951年到2000年我國夏季降水分布圖。

　　從分布圖中，羅勇發現了下面的規律：1951年～1960年，我國夏季的降水主要集中在東北和華北；1961年～1970年，我國夏季降水主要集中在華北，東北開始減少；1971年～1980年，我國夏季降水集中地區繼續向南移動，北方開始減少；1981年～1990年，我國夏季降水集中在江淮流域；而1991年～2000年，我國夏季降水主要集中在長江以南地區，形成現在的“南澇北旱”型分布。

　　“可以看得出來，我國降水集中的地區在有規律地變化著，存在著20年左右的周期。未來10年多雨區可能會重新回到北方，也就是可能在2010年左右形成了‘南旱北澇’的局面。”羅勇說。

　　另一方面的求證更具有戲劇性。

　　羅勇說，氣候變化的不確定性很大，尤其是氣候突變的不確定性更大，IPCC(政府間氣候變化專門委員會)提供給各國的對未來氣候預測的模式，以及各國自己做出的對未來氣候變化預測的模式，都考慮了人類活動對氣候變化的影響，特別是溫室氣體的排放量。

　　以溫室氣體作為主要的考察內容，主要是因為對于東亞地區來說，東亞季風在很大程度上決定了夏季降水的多少。溫室氣體的排放，導致東亞大陸氣溫升高，氣溫的升高將決定大陸和海洋之間的氣溫差額，這個差額決定了東亞季風的強弱。東亞季風的強弱，又決定了海洋的濕潤水汽可以到達陸地上的北部還是南部。“一般說來，溫室氣體排放過多，大陸氣溫就上升得快，夏季時，海洋上和大陸的溫度差額就相對小，氣壓差額小，決定了季風會比較弱，這樣季風只能到達大陸的南部，反之，則相反。”

　　“我們把中國溫室氣體的排放數值，拿到這幾個模式中綜合計算，得到了一個戲劇性的結論。”羅勇笑著說，如果按照現在全球溫室氣體的高排放量，而不加以控制的話，那么，經過計算得到的情況是，到2010年前后，我國夏季降水的分布類型還是現在的“南澇北旱”，沒有發生變化。那么，GBN報告中所說的“10年干旱”，也就不存在了。

　　“但是，如果各國政府加大對溫室氣體排放的監管，通過種種手段減少溫室氣體的排放，那么，到2010年的時候，我們發現，我國降水分布的類型剛好和GBN報告中預測的一樣，即變成了‘南旱北澇’，南方可能將真的面臨干旱。”

　　從“南澇北旱”到“南旱北澇”，一個輪回70年

　　羅勇的分析，在另外一位科學家那里得到了回應。

　　“GBN報告里預測，2010年前后，中國的降水類型將由‘南澇北旱’可能變成‘北澇南旱’，這個結論，我在1年前就得到了。”

　　北京大學物理學院大氣科學系教授錢維宏在實驗室里對記者說。

　　從1999年開始，錢維宏從事“近百年來我國北方地區干濕變化規律及預測方法研究”。

　　他首先分析了我國1961年～2000年間近500個氣象站收集到的有關氣溫和降水的資料。錢教授發現在1979年左右，我國夏季降水出現了一個明顯的變化：1979年以前，我國夏季的降水很明顯是北方多而南方少；1979年以后，逐漸轉變為了南方多，北方少，也就是現在的“南澇北旱”。

　　找到這個分界點的錢維宏，有些興奮，他把數據的收集和整理從現在開始往前推進了120年。120年的數據擺到錢維宏面前時，很快，規律性的東西再一次出現了。

　　錢維宏發現，從1910年～1940年，我國夏季降水是南方多，北方少；從1940年～1980年，我國夏季降水是南方少，北方多；從1980年到現在，我國夏季降水又是南方多，北方少。

　　“1910～1940年是30年時間，1940年～1980年是40年，從1910年到1980年是70年時間，也就是說從1910年的夏季降水南方多，到1980年又回到夏季降水南方多的狀況，這個周期是70年左右！”

　　這個周期是否可信？錢維宏再一次把數據收集的時間，向前推進到了500年。這500年間有限的數據再次印證了這個70年周期的準確性。“過去近千年和近500年的中國東部旱澇分析，揭示出長江與黃河流域的旱澇變化是相對立，并且還是以70年為周期交替出現。”

　　得到這樣的規律，錢維宏還是不放心，他又從韓國找來了證據。原來，韓國漢城的定量觀測降水是從1777年開始的，從這里收集的200多年的數據來看，東亞地區的降水也剛好有60～70年的周期變化。

　　利用國際最新的近50年大氣環流格點資料，錢維宏驚喜地發現，東亞季風的環流轉型也發生在1979年，東亞季風從1979年開始發生年代際減弱的時候，季風只能將氣流送到中國的南部，向北輸送的水汽減少，這時就出現了“南澇北旱”的格局。

　　“正是在這些研究的基礎上，我才能說我國南北氣候的轉型是肯定要發生的。”錢教授說，根據70年的周期來預算的話，從1979年開始的“南澇北旱”，到2015年左右將轉變為“南旱北澇”，但具體時間還將與人類活動的影響有關[1]。

    4． 中國科學工作者關于全球變冷的研究[2]

    對過去100年的數據的回顧指出，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”的周期性變化。目前正處于從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[3]。 

    南極海冰也有幾乎完全相同的變化。近30余年來南緯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，增溫幅度大于全球平均的每百年0.3-0.6攝氏度。其中在南極半島地區近30余年來， 尤其是近10余年來增溫最為顯著。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，海冰范圍有一個約0.16緯度/10年的減少趨勢，自80年代后期到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[4]。

    與太平洋溫度的周期變化類似，太平洋上空的氣流也有近似的周期變化。“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周期。第一周期的“冷位相”發生于1890年至1924年，而1925年至1946年為“暖位相”；第二周期的“冷位相”出現于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，那么“拉尼娜”將顯示強勁的勢頭，出現頻繁[5]。

    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后于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，但人類的力量并不能改變自然規律。拉馬德雷現象的周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[6]。對于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[2]。

    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年代后期到90年代初，南極海冰面積又呈現逐漸增多的趨勢[4]，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折點超前于東太平洋海溫高低變化轉折點，東太平洋海溫高低變化轉折點又超前于拉馬德雷冷暖位相變化。這既反映了準60年周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信息和前兆。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。

    許靖華根據歷史上的全球氣候變化周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[7]。

    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準周期變化，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(相當于日地距離的0.6%)和57萬公里；在30-40年代和80年代后的暖期，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年前后全球氣候將進入相對冷期[8]。

    韓延本分析了美國宇航局公布的起自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年的準周期性波動的初步結果。該周期是它們的中周期波動的主要周期分量之一，它對調制溫度的總體變化趨勢可起到重要作用。分析表明，該周期分量是時變的，周期長度在19世紀略超過60年，之后緩慢變短，到20世紀后期月在55年至60年間。所謂人類活動造成的溫室效應的加劇似乎并未有打亂這一周其分量的存在[9]。

    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[10]。

    陸、海、氣中的能量相互作用和物質相互交換是全球變化的主要原因。拉馬德雷冷位相意味著一個變冷的自然趨勢的到來，類似于1946-1976年的變冷情況應該得到合理的解釋。2000年拉瑪德雷進入冷位相、1998年地球扁率開始增大和1999年地球自轉開始加速，表明地球系統正在發生一致性的轉折。自1999年開始，連續五年的地球自轉加速和地震活動增強應引起世界關注[11]。

    顯然，中國科學家關于全球在2020年附近變冷的研究早于西方，這是有據可查的[2-12]。值得注意的是，“秘密報告”的變冷時間表與中國科學家預言的變冷時期完全一致，這顯然不能用巧合來解釋。根據地球的軌道周期，2020年冬至時日地距離達到60年周期中的最大值，2010-2030年地球處于冷周期，正像1946-1976年地球處于冷周期一樣。極端情況并不一定發生，趨勢變化一定存在。


參考文獻

    1．李健。美五角大樓“秘密報告”：2010年中國氣候突變
http://news.tom.com 2004年07月07日00時00分 來源:中國青年報
http://news.tom.com/1002/20040707-1068715.html
    2．楊學祥。地球已開始進入變冷周期 5-27光明網論文發表交流中心。
http://www.gmw.cn/03pindao/lunwen/show.asp?id=176
    3．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. 
    4．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.
    5．楊學祥. 2003, 太平洋環流速度減慢的原因. 世界地質, 22(4): 380-384
    6．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.
    7．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 
    8．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.
    9．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年周期. 見：中國地球物理2003. 中國地球物理學會編. 南京：南京師范大學出版社, 2003. 362
    10．汪品先, 翦知湣. 尋求高分辨率的古環境記錄. 第四紀研究. 1999，(1): 1-17
    11．楊學祥. 大氣、海洋與固體地球的能量交換. 世界地質, 2004, 23(1): 28-34
    12．楊學祥. 全球變暖、構造運動與沙漠化. 地殼形變與地震. 2001, 21（1）：15-23

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