去理发店做自然的直发:2010年潮汐特征：灾害频发的原因

已有 2427 次阅读 2010-5-19 08:21 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流|关键词:潮汐，厄尔尼诺，拉尼娜，月亮赤纬角
2010年潮汐特征：灾害频发的原因
杨冬红，杨学祥
月亮近地点与月亮视赤纬角极大值的时差不超过3天时，定义当月为非季节性强潮汐南北震荡月，记为S，否则为非季节性弱潮汐南北震荡月，记为R。年份有#号的为拉尼娜年，有*号的为厄尔尼诺年。黑体字年份特殊事件按一定规律分布[1，2]。
根据1940-2020年天文资料，本文得到表2.10-2.12和附录表2-4。表2.10和2.11（略）显示出22年的潮汐南北震荡强弱的近似周期。如，1949，1971，1993年；1945，1967，1989，2011年。全年为弱潮汐南北震荡的年份有近似4或5年和9年重复周期，如，1940，1945，1949，1953，1957年；2002，2006，2010年；1975，1984，1993，2002。因为是近似周期，多数数据有1-2个月的误差变化。近似全年为弱潮汐南北震荡和近似全年为强潮汐南北震荡成强弱相间的22年周期分布。如，1940，1951*，1962，1973*，1984，1995*，2006年；1949，1960，1971，1982，1993，2004年。厄尔尼诺年也有近似的11和22年周期。如，1951，1973，1995年；1965，1976，1987，1998年。拉尼娜也有11年周期，如，1974#，1985#，1996#年，与表2.7 有很好的对应关系。潮汐、厄尔尼诺、拉尼娜的11年和22年周期，表明它们可能有相同的激发机制。厄尔尼诺和拉尼娜也以11年周期相间发生，如，1931*、1942*、1953*；1964#、1975#；1986*、1997*；2008#。厄尔尼诺和拉尼娜的发生既与日食-厄尔尼诺系数有关，也与潮汐规律有关。
2010年为全年弱潮汐南北震荡，与1940、1945、1949#、1953*、1957*、1975#、1980*、1984#、1988#、1993*、2002*、2006*年相同，发生拉尼娜或厄尔尼诺的可能性较大。
2010年与1957年类似有如下几点：季节性强潮汐南北振荡的开始时间相同，较常年提早半个月，有一个异常近似（见表1）。
计算表明，由月亮视赤纬角变化周期和日月大潮变化周期合成一个近似为一年的周期，潮汐南北震荡在一年中有两次高潮和两次低潮：1月末至5月中下旬和8月初至11月初为低潮期，5月末6月初至7月末和11月末至1月中旬为高潮期。具体日期并不固定，大约有1-2周的前后波动，形成气候的突变（见表1）。由于春季的潮汐南北震荡处于低潮期，冷暖空气交汇动力不足；夏季的潮汐南北震荡处于高潮期，冷暖空气交汇动力强大。所以，春雨贵似油，夏雨遍地流。由于秋季的潮汐南北震荡处于低潮期，冷暖空气交汇温和轻柔；冬季的潮汐南北震荡处于高潮期，冷空气活动强烈。所以，秋高气爽，冬寒雪大。这是大气环流在冬夏以径向为主，在春秋以纬向为主的原因。
统计发现，气温、海温和强震都存在11年周期和22年周期的规律性变化。由于强潮汐可激发冷空气活动和地震火山活动，也可以混合海水均衡不同深度海水温差，所以，用潮汐和太阳活动的11年和22年周期来解释气温、海温和地震的相应变化周期，比单独用太阳活动周期更有说服力。
由表2.13和附录表3-4（略）可知，2008年、2009年、2010年、2012年、2013-2014年、2016-2017年和2018-2019年都是季节性强潮汐南北震荡异常年，特别是2013-2014年、2015年和2016-2017年异常最大，应注意灾害的防范[1]。
表1  2008-2018年日月大潮与月亮视赤纬角叠加形成季节性强潮汐南北震荡周期规律
（杨冬红，2009）
夏季强潮汐南北震荡
冬季强潮汐南北震荡
白赤
交角
月 日-月 日持续天数
年 月 日-年 月 日 持续天数
1957 05 14~06 28     45
2008 05 20~07 03     44
2009 05 24~07 07     44
2010 05 14~07 12     59
2011 05 17~07 15     59
2012 05 06~07 04     59
2013 05 10~07 08     59
2014 05 15~07 12     58
2015 05 18~07 31     74
2016 05 22~07 20     59
2017 05 26~07 23     58
2018 06 14~08 11     58
2019 06 03~08 01     59
2020 06 06~08 03     58
1957 11 22~1958 01 06  45
2008 11 13~2009 01 11  59
2009 11 03~2010 01 01  59
2010 11 22~2011 01 04  43
2011 11 11~2012 01 09  59
2012 11 14~2012 12 28  44
2013 12 03~2014 01 01  29
2014 11 22~2015 01 20  59
2015 11 26~2016 01 24  59
2016 12 14~2017 01 12  29
2017 12 03~2018 01 31  59
2018 12 07~2019 01 21  44
2019 12 12~2020 02 09  58
2020 12 15~2021
28
27.1
25.8
24.2
22.5
20.9
19.5
18.6
19
20.1
21.6
23.2
24.9
注：日月大潮与月亮视赤纬角极大值的时差不超过3天时，定义当月为季节性强潮汐南北震荡时期。由于日月大潮强度大于月亮近地潮，潮汐南北震荡以此周期的强度为最大，并由此确定一年四季的冷空气活动强度。更多数据见附录表3-4。
同样的情况也出现在1955-1956年（拉尼娜）、1957-1958年（厄尔尼诺）、1960-1962年（三年自然灾害）、1964年（拉尼娜）、1967年（拉尼娜）、1969年（厄尔尼诺）、1970年（拉尼娜）、1972年（厄尔尼诺）、1975年（拉尼娜）、1977年（厄尔尼诺）、1980年、1982-1983年（强厄尔尼诺年）、1985年（强拉尼娜年）、1987年（强厄尔尼诺年）、1988-1989年（拉尼娜）、1991年（厄尔尼诺）、1993年（厄尔尼诺）、1994年（厄尔尼诺）、1998-1999年（强拉尼娜年）、2002年（厄尔尼诺）、2004年、2006年（厄尔尼诺）和2008年（拉尼娜）。其中，1954-1955年、1957年、1964年、1969年、1977年、2008年南方发生严重低温冷害，1957年、1969年、1972年北方发生严重低温冻害。
中新网北京5月17日电(记者 阮煜琳)4月29日至5月17日，中国南方地区出现4次大范围强降水天气过程。中国湖南、广东等11个省区遭受不同程度暴雨洪涝灾害，局地还发生了泥石流、滑坡等次生灾害。分析近期中国南方强降水的气候成因，国家气候中心专家17日表示，主要是由于影响中国的冷空气活动频繁，来自热带海洋的暖湿气流异常强盛。
4月底以来，中国南方地区多次出现强降雨过程，具有过程频繁、雨量大、短时强度高、极端性强、影响范围广、致灾重的特点。湖南、广东等11个省(市、区)遭受不同程度暴雨洪涝灾害，局地还发生了泥石流、滑坡等次生灾害。
分析近期中国南方强降水的气候成因，国家气候中心专家认为，首先，影响中国的冷空气活动频繁。2009年至2010年欧亚地区秋冬季积雪异常偏多，极地冷空气南扩明显异常，导致去冬今春中高纬地区冷空气异常活跃，不断南下影响我国，且冷空气路径偏东。5月以来冷空气活动依然频繁，尤其是5月3-7日，中国从北至南受到一次明显的冷空气活动的影响。
其次，来自热带海洋的暖湿气流异常强盛。2009年6月以来，热带太平洋发生了明显的厄尔尼诺事件，并于2009年12月发展到峰值，根据峰值特征确定为中部型厄尔尼诺事件，峰值强度列1951年以来已发生厄尔尼诺事件的第4位。受本次厄尔尼诺事件的影响，西太平洋副热带高压总体偏强且西伸明显，因此不断有暖湿气流从西北太平洋地区向我国中东部地区输送，并与来自中高纬地区的冷空气交汇，造成中国中东部地区降水偏多。
此外，进入5月以来索马里越赤道气流开始建立，使得由南半球越过赤道并转向经过孟加拉湾、中南半岛向中国南方的西南水汽输送加强。来自热带海洋的暖湿气流水汽向中国南方输送，与南下的冷空气主要在我国江南至华南地区交汇，对流旺盛，较常年同期明显偏强，形成强降水[3]。
5月1日的津城，烈日当空，热浪袭人。刚脱掉棉衣的市民，仿佛一下子就迈入盛夏。据天津市气象台监测显示，昨日市区午后最高气温32.4℃，仅次于2003年，列1951年以来历史同期第二位。5月1日的津城，烈日当空，热浪袭人。刚脱掉棉衣的市民，仿佛一下子就迈入盛夏。据天津市气象台监测显示，昨日市区午后最高气温32.4℃，仅次于2003年，列1951年以来历史同期第二位[4]。
5月1日，北方掀起升温高潮，北京、天津等多个城市最高气温超过30℃，创今年气温新高。不过受冷空气影响，今天北方气温会略有下降，3日至6日，中东部地区还将出现一次大范围的降水过程[5]。
今年天津或提前入夏可能与“夏季强潮汐南北震荡提前半个月”有关。
2010年的强潮汐类型与1957年类似，1957年的灾害记录值得关注：当年发生流感世界大流行；1957年阿拉斯加阿留申群岛发生9.1级地震，1957年1月3日黑龙江东宁西南发生7级地震，1957年2月24日台湾花莲发生7.2级地震；中国发生严重低温冻害；中国发生特大干旱；松花江特大洪水，淮河流域大水造成鲁、豫、苏3省较严重水灾，黄河中下游部分地区水灾。
2010年已发生的灾害：2009年发生的流感世界大流行依然继续，可能还将持续3-5年；2月27日发生智利8.8级地震，4月14日青海玉树发生7.1级地震；中国发生严重低温冻害；西南地区发生特大干旱；4-5月部分地区暴雨成灾。应该继续关注1957年的其他灾害。
本报讯 (记者马丹)2010年4月25日下午，“国图·新民讲坛”在文新大厦开讲。首讲主讲人是国家气候中心首席科学家任福民，讲坛由本报党委书记吴芝麟主持，国图副馆长张志清发来贺信。任福民昨天从9个方面为听众解读了今年西南大旱的成因、影响，气象与百姓生活的关系。他认为，这次西南干旱属极端气候现象，仅次于1957年发生在我国的那场特大旱灾。这次大旱不仅持续时间长，影响范围也较广。“应对大旱大涝等灾害，一方面气象研究部门要提高检测预报水平及时预警，另一方面有关方面要加强灾害风险评估。面对灾害，预防重于救援。”在讲座最后特别安排的互动环节，不少晚报读者提问之专业让主讲人既意外又惊喜[6]。
1949~2007年，辽宁省共发生旱灾47次，其中较大旱年（1957、1968、1972、1982、1988、1989、1997、1998年、1999、2000年、2001年、2002年、2003年、2006年、2007年）15次。全省不同地区出现旱年的次数也不同。几乎每年在不同地区，不同季节，都有干旱发生。辽宁西部春旱机率达70%；北部、南部达50%；中部、东部较少。夏旱西部达30%，其他地区10%~20%。
辽宁省干旱具有交替性、区域性、季节性和连续性的特点，而且干旱持续时间长、干旱频次加快、干旱范围扩大、干旱程度加重。据1949~2007历年旱情资料统计，全省干旱以春旱、春夏连旱为主。春旱占40％，夏旱占30%，伏旱占21％，秋旱占9％。全省连旱3年3次，即1970～1972年，1980～1982年，1987-1989年；连旱5年（1951-1955年、1991-1995年、1999-2003）3次；连旱6年（1968-1973年）、连旱9年（1957-1965年）和连旱10年（1975-1984年）各1次。
典型干旱年旱灾简况：
（1）1957年干旱（一次严重的春旱）。1957年为建国后第一个大旱年，全省大部分地区普遍发生旱象，沿海12个县旱情严重，主要发生在锦州、朝阳、阜新、大连、营口等地区。全省农田受灾面积899万亩，成灾面积449万亩。连同其他自然灾害影响，较前两年粮食平均产量全省减产9.5亿kg，占14％[7]。
1957-1965年辽宁连旱9年值得关注。1959-1960年和2014-2016年都是月亮赤纬角最小值年，潮汐南北震荡最弱，可能引发特大干旱的发生[8-11]。
中国科学院寒区旱区环境与工程研究所蓝永超研究员根据代表黄河上游流域径流动态变化的唐乃亥水文站1920年至2004年的径流系列统计资料，以及此间数十个气象站四十余年的降水观测数据得出结论：从上世纪二十年代初到九十年代，黄河大体上经历了五个枯水期和四个丰水期。每个丰、枯水期的持续时间长短不一，枯水期持续时间为四至十五年，平均为九年；丰水段持续时间为七至十四年，平均为九点二五年。黄河上游每个丰、枯水周期平均持续时间基本相同，一个完整的丰枯循环周期大约在十八年左右[12]。
18.6年是典型的潮汐周期，月亮轨道与地球赤道之间的夹角称为月亮赤纬角，在18.5-28.5度之间变化，周期为18.6年。郭增建等人在1991年提出月亮潮迫使地球放气的观点，当月亮赤纬角最小值时，它的直下点远离中国主大陆，所以在中国主大陆引起的地壳鼓起就小，因此地下放出“带热水汽”就少，这样就不易诱使热带气团与高纬冷气团在中国大陆上相碰，因此雨量减少，会形成干旱[13]。历史上，月亮赤纬角最小值时的1941-1943年（河南大旱）、1959-1960年（山西大旱）、1977-1978年(山西、长江中下游大旱)、1995-1997年（华北、辽宁、吉林等地连续4-5年大旱）中国北方都发生了大旱；月亮赤纬角最大值时的1932年（松花江大水）、1933年和1935年（黄河特大水）、1951年（辽河大水）、1969年（松花江大水）、1986年（辽河大水）中国北方都发生了大水[9]。最大的月亮赤纬角增大潮汐南北震荡的幅度，激发大气和海洋的南北摆动[8]。表2.1和2.2（略）有很好的对应关系，表明降水与潮汐的相关性。
本文的研究结论是，强潮汐不仅影响大气潮、海洋潮，而且影响地球固体潮和岩浆潮。大气环流、海洋环流、地震火山活动是相互影响的。三个月亮赤纬角变化周期，对应三个黄河枯水期与丰水期转换期，对应一个拉马德雷冷暖位相交替周期，对应一个8.5级以上大震强烈与减弱变化周期（55.8年周期）。这种55.8年的一一对应关系，表明天文变化、气象变化与地质变化的一一对应性，以及准60年变化周期中月亮赤纬角变化所起的主要作用。
拉马德雷冷位相时期潮汐南北震荡强度相对较强，对应月亮赤纬角两大一小，根据季林的强潮汐致冷效应，出现全球低温期；拉马德雷暖位相时期潮汐南北震荡强度相对较弱，对应月亮赤纬角一大两小，出现全球温暖期。
李宪之教授特别提出，越赤道气流是影响全球气候异常的关键原因[14]。月亮赤纬角最大值与最小值的变化和地球自转形成潮汐高潮在南北半球昼夜南北震荡[8]，打破了南半球和北半球独立的大气环流和海洋环流的界限，形成大气和海洋的南北半球交流，是越赤道气流产生的重要原因。黄赤交角（黄道面与赤道面的交角）也使太阳潮产生南北震荡。
计算表明，潮汐南北震荡恰恰就可以影响南北半球气流（越赤道气流）和海流的相互交换，影响赤道辐射带在赤道南北的震荡幅度。因此，月球轨道的月亮赤纬角（亦称白赤交角）和太阳轨道的黄赤交角在地球的气候变化中有不可忽视的作用。地球轨道周期对长达10万年的冰期和间冰期转换起作用，月球轨道周期对地球气候的影响也不可忽视。
2010年5月夏季强潮汐南北震荡较常年提前半个月，导致5月潮汐南北震荡增强，冷空气活动剧烈，这可能是今年气象灾害频发的一个客观原因。
参考文献
1．  杨冬红，杨学祥。流感世界大流行的气候特征。沙漠与绿洲气象。2007，1（3）：1-8。
2．  杨冬红。博士论文，2009。
3．  阮煜琳。国家气候中心专家解析近期南方强降水频现原因。2010年05月17日20:00  中国新闻网。http://news.sina.com.cn/c/2010-05-17/200017523885s.shtml
4．  韩帅，何群英，蔡颢语。 5月1日最高气温32.4℃ 今年津城或提前入夏。2010-05-02 13:27稿源：渤海早报。http://news.enorth.com.cn/system/2010/05/02/004653358.shtml
5．  京津等地5月1日气温创新高 今起全国降水将增多。2010-05-02 11:06稿源： 中国天气网。http://news.enorth.com.cn/system/2010/05/02/004653146.shtml
6．  马丹。主题：“九问西南大旱”。2010年04月26日15:25  新民晚报。http://news.sina.com.cn/o/2010-04-26/152517427626s.shtml
7．  干旱灾害概述。http://www.lnhfmdr.org/Src/LFA07/A_WaterDry.aspx?flag=702
8．  杨学祥, 陈殿友, 李守春. 干旱、地震与月球赤纬角变化. 西北地震学报, 1999, 21（1）：44~47
9．  杨学祥, 陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震,2000,20（3）：39~48
10．              杨学祥. 全球变暖、构造运动与沙漠化. 地壳形变与地震. 2001, 21（1）：15~23
11．              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
12．              蓝永超, 丁永建, 康尔泗, 等. 黄河上游径流长期变化及趋势预测模型[J]. 冰川冻土, 2003, 25(3): 321-326.
13．              郭增建, 秦保燕, 郭安宁. 地气耦合与天灾预测[M]. 北京: 地震出版社, 1996. 116-117, 135-138, 165-188, 194-198.
14．              李宪之. 亚太地区1991年春夏两季自然灾害的探讨[J]. 北京大学学报(自然科学版), 1994, 30(3): 355-360.
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