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火山喷发形成气候突然转冷机制探析
投稿人:徐列明 投稿时间:2016-01-14 13:57 访问量:

火山喷发导致气温突然下降的这一自然现象,已经得到气候变化近代数百年记载验证与气候专家的一致共识,那么导致其气候变化机制到底是什么呢?

目前较为流行气候理论认为:是火山喷发所携带大量气体之一的二氧化硫气体与水汽聚合物发生光化学反应形成的浓雾、气溶胶遮阳效应,遮挡了光线照射地面,从而形成了降温效应。现代活火山观测表明硫酸气溶胶或形成酸雨液滴在大气圈停留时间为数月至数年,因此它们对气候影响至多也仅为数年,为何可以导致长期降温周期来临呢?其次地质史上多次小行星撞击同样造成了气温突然下降和气候转冷周期的降临,众所周知生存了近2亿年之久的恐龙就是在6500万年前的天体撞击下灭绝的;大型动物等猛犸象大约是12900年前在仙女木天体撞击事件下灭绝,它们曾经生活区域的一部分是在严寒袭击下产生的突降气温中倒下的,以至于近代发现的猛犸象尸体都是在高纬度、北极圈内永冻土下,而这些遗存的尸体不可能由温暖的区域被岁月河流逐步搬运冲击沉积到永冻土下,所以它们是被瞬间暴风雪降温冻死的;其三、小行星撞击不可能像火山喷发那样产生大量气体,更不可能产生酸酸气体浓雾、气溶胶现象,固然小行星撞击产生大量尘埃有可能产生遮阳降温现象,但它不可能瞬间产生气温急剧下降现象,另外它毕竟是短期遮阳现象,在重力作用下、其尘埃物质会快速坠落地面,不可能产生长期产生遮阳现象、导致长期气候降温转冷周期降临;其四、我们会在火山喷发、天体撞击造成气候转冷周期或自然形成气候周期现象中会共同发现,气候越是表现出冬季寒冷,那么夏季将表现出越是酷热。例如1783 年冰岛南部拉基火山的大爆发同时相继导致创下300 年纪录的酷暑和创250 年纪录的寒冬。这种规律现象冬季寒冷固然可以用浓雾遮阳降温造成来解释的通,而夏季酷热却不能同样用浓雾遮阳降温的矛盾现象来解释。

那么到底是什么气候机制主导了气候转冷呢?笔者认为无论是火山喷发,还是小行星撞击,它们两者共同点都是地球大气高空中、突然产生了大量弥漫漂浮物,正是这些短时间增加的漂浮弥漫大气高空的尘埃物质,在重力作用下不断返回地面过程中、形成了下沉气流,下沉气流不断地把高空低温携带至地面,从而形成地表降温;其次正是这些弥漫大量尘埃颗粒物、无形中大幅增加形成了水滴凝结核,加快了漂浮水汽凝聚降雨过程,从而更多携带高空低温降落地面形成降温效应,尤其是高纬度两极圈可以产生瞬间暴风雪;其三、正是气流下沉加速,加速了大气循环的改变,使得更多冷气流流向两极,为冬季储备了冷源;其四、相对应夏季由于气温提高,导致上升气流旺盛,有效拦截了下沉气流,并且缩小了热气流上升空间,从而使得热气流热量扩散受阻,形成夏季酷热;其五、火山喷发、天体撞击带来了地球植被大破坏,使得原来茂盛植被和大雪冰川覆盖地表被火山、大爆炸燃烧摧毁突然变成了秃山、荒漠戈壁,原本可以不断产生水汽的植被、冰川雪地,突然中断了陆地大气水汽来源,裸露的荒漠却产生了更多沙风暴、更多尘埃,使得仅存有限的水汽也转化为雨滴,大幅降低了大气水汽量,加快了温差幅度(正是这些大气作为调节气温平衡热容量较大的水汽的快速减少,才导致了冬季严寒和夏季的酷热,两者都会在气候变化中使得大气越来越透明并提高光辐射强度,因而它们本质上都是为气候长期暖化方向奠定了增加光辐射强度基础)。从而为今后持续气候暖化拉开了序幕。

这也是冬季气候转冷过程中,南方气候为什么会像北方天空那样,越来越蓝,光辐射强度增加,南方农作物小麦产量产生较大幅度增产有趣现象,这一小麦增产轨迹与2000年拉马德雷冷相位光临及其期间高度吻合。

如果说火山喷发、小行星撞击立即导致了气候立即转冷,那么正是这一现象导致的气流下沉、气温下降的短期现象,却孕育着气候长期向着暖化方向发展的必然,因为这些天灾本质上为气候暖化扫清了水汽遮阳、云层遮阳降温障碍,为提高光辐射效率形成地表增温,减少热量向高空、高纬度传递、扩大温差奠定了基础。所以伴随这些天灾所导致的大型动物不断淘汰,而适应气候暖化、适应温差变化的小型动物兴起,就成为了动物演化史的必然。而与之相对应的高大植物群落消失,适应紫外线照射、适应温差变幅增大相对低矮植物群落的兴起更替则成为了植物演化史的必然。陆地动植物演化史就是气候演化反映。动植物进化史、与气候演化史的完美吻合统一绝不是历史巧遇偶然。因为相对于海洋大型动物却并没有灭绝,那是因为海洋水温并没有发生本质性的上升暖化,海洋温差也没有像陆地那样发生较大变化。动植物进化方向无可置疑地证明了陆地气候环境变化是不能重复循环的。否则大型动物、高大树木森林在可循环重复气候环境下岂不是仍然可以再现吗?

气候周期拉马德雷冷暖相位更替背后推手,同样是气流下沉速度大小决定的结果。无论是天灾还是自然气候变化周期所体现的气候转冷,它们共同导致现象都是天空大气的透明度增加和冬夏气温温差大幅增加,乃至冬季严寒与夏季酷热气温都创出了历史同期记录。如果没有气流下沉及其下沉所导致的漂浮尘埃颗粒物质的减少、尤其是大气水汽含量减少就不可能产生大气透明度增加,就不可能产生夏季酷热;如果没有气流下沉速度的加快,就不可能产生冬季寒流、暴风雪频率增加,就不可能产生在光辐射强度增加的前提下,冬季严寒大幅降温的光临。正是气流下沉速度增加,加快了高空气流向两极流动(热气流向冷气流方向流动、两极引力比低纬度大、高空西风旋转线速度比低纬度小、漂浮物气流更加容易坠落,三因素决定了高空气流流向两极)地表不断下沉堆积气流导致了两极冬季地表冷气压快速增加,为冬季两极风暴储备了冷高气压物质基础。

2015年入冬以来的北半球暖冬现象,固然与厄尔尼诺现象有关,但更为深层原因可能是拉马德雷冷相位提前结束预兆,联系到太阳黑子不同寻常减少所导致的下沉气流减弱,从而形成北半球冬季寒流强度减弱,产生暖冬现象。