按：此篇文章為我們對氣候周期性變化內在原理機制給出的原創(chuàng)性解釋。完成于2022年10月，現(xiàn)已在SSRN論文平臺預發(fā)布。這個理論是否成立，期待大家參與討論。
地球氣候周期性變化原理
劉光保 相韶華
概要：當前世界氣候變化越來越來到“未知”狀態(tài)。本文采用NASA團隊的衛(wèi)星觀察數(shù)據(jù)，從“上帝”視角分析地球氣候環(huán)境變化的動態(tài)過程，發(fā)現(xiàn)了氣候變化與邦德事件周期的關聯(lián)證據(jù)，揭示了地球氣候千年周期和十萬年冰期變化的因果變化原理。我們認為，地球溫室氣體濃度增加并不是本輪氣候變暖的主要原因。未來的人類在真正理解地球氣候周期性變化原理之后，有望能夠通過多種科技手段影響氣候，避免地球生命和人類文明進入下一次大滅絕的危機。
關鍵詞：氣候變暖，北大西洋暖流，邦德事件，氣候周期變化原理，人工影響氣候
1全球氣候變暖
自上個世紀以來，美國國家航空航天局（NASA）的衛(wèi)星持續(xù)不斷地對我們的地球進行觀察。NASA 擁有世界上最大的觀測隊，并擁有不間斷的數(shù)據(jù)和地球氣候變化證據(jù)。通過大數(shù)據(jù)分析，我們可以直觀感受到地球每時每刻的呼吸、成長和變化的整個過程。最近幾年來，地球表面的夏天溫度越來越高。世界正在不斷打破各項氣候紀錄。迄今科學家們并未解釋清百萬年來氣候周期性變化的原理，氣候危機似乎正在來到“異?！薄翱膳隆钡摹拔粗I域”。氣候變化是否已經(jīng)失控，還是處在未知機制的“正常”軌道上？
GISTEMP 是 NASA 的全球溫度分析工具，它通過氣象站、船舶和海洋浮標以及南極研究站的儀器進行數(shù)百萬次觀測，以確定地球每年平均變暖或變冷的程度。其數(shù)據(jù)可以追溯到1880年。NASA 的完整表面溫度數(shù)據(jù)集以及用于進行溫度計算的完整方法可在NASA網(wǎng)站獲得（https://data.giss.nasa.gov/gistemp）。圖1是自1880年以來的GISTEMP給出的按月周期變化的全球平均溫度增幅，大約升高了2攝氏度。
圖1. GISTEMP給出自1880年以來至2022年7月的季節(jié)周期溫度增長
NASA科學可視化工作室（NASA's Scientific Visualization Studio）制作了從1880年到2020年全球表面溫度的動態(tài)變化過程[1]。在彩色地圖中，正常溫度顯示為白色，高于正常溫度顯示為紅色，低于正常溫度顯示為藍色。正常溫度是以 1951-1980 年的30年基線期間溫度來計算的。垂直彩色條溫度單位是攝氏度。圖2是羅賓遜投影圖（Robinson projection），顯示2014-2018五年時間段全球溫度異常變化圖?？梢杂^察到兩個主要現(xiàn)象：①北半球氣溫增幅明顯高于南半球，北極圈地區(qū)氣候變暖幅度最大，約是南半球2倍；②在格林蘭島以南的北大西亞洋地區(qū)、阿拉斯加方向北太平洋和環(huán)繞南極洲地區(qū)從1880年以來有逐年變冷中心，正好與全球變暖趨勢相反。這兩個主要結論將用于本文后面的分析依據(jù)。
圖2. 2014-2018全球溫度異常變化
2洋流和季風是氣候變暖的主因，而非二氧化碳
最近幾年，國際上一些學者把地球氣候變暖歸咎于人類活動排放二氧化碳增加而導致。然而仔細分析全球不同地區(qū)增溫幅度差異，地球表面溫度變化主要原因是海洋洋流和大氣環(huán)流變化作用的結果，而并非是二氧化碳的影響結果。圖3是在球體投影系統(tǒng)上的2016-2020年全球溫度異常變化的可視化化圖，彩色條溫度單位是華氏度?？梢苑浅Ｃ黠@觀察到，北極圈和歐洲地區(qū)的升溫幅度顯著，明顯高于全球其他地區(qū)，這是什么原因呢？這就需要考慮北大西洋暖流對北極地區(qū)升溫的影響。
圖3. 在球體投影系統(tǒng)上2016-2020年全球溫度異常變化（東半球和西半球）
北大西洋暖流長達1萬公里，是大西洋北部勢力最強的暖流，是墨西哥灣暖流的延續(xù)，流量隨墨西哥灣暖流的強度變化而變化。受南美洲地形塑造所驅動，大西洋赤道南北暖流均向北流動匯聚成墨西哥灣暖流，形成世界上最強的暖流，溫度在25～32℃之間，輸送的水量比日本—北太平洋暖流大1.5倍，其流量僅次于環(huán)繞南極洲一圈的西風漂流。受英倫三島和冰島的阻礙作用，北大西亞暖流分成三個主要分支，干支繼續(xù)向北經(jīng)挪威海進入北冰洋；南支沿比斯開灣、伊比利亞半島外緣南下；北支從冰島以南轉向西，流動到格林蘭島南部，一部分繼續(xù)沿著格林蘭島西部向北，形成西格林蘭暖流。
在北半球，墨西哥灣—北大西洋暖流在地球氣候周期性變化中具有重要意義。它把赤道地區(qū)大量熱量輸送到大西洋北部，其主要干流通過格林蘭島和斯堪的納維亞半島之間的相對狹窄的海流走廊把熱量輸進相對封閉的北冰洋，造成北極地區(qū)升溫。由于熱量在北極圈地區(qū)比較集中，從而造成北極圈地區(qū)升溫幅度明顯大于其他地區(qū)。從圖3的2016-2020年全球溫度異常變化球體投影圖可以看出，北極圈地區(qū)升溫幅度，相比1951-1980平均溫度基線，約升高了2攝氏度（約4華氏度），而其他地區(qū)約升高0-2攝氏度。從圖3還可看出，歐洲地區(qū)升溫幅度低于北極圈但高于其他地區(qū)，約升高1-2攝氏度。很明顯，這是因為在西風作用下，北大西洋暖流的一部分熱量進入歐洲大陸，這是造成歐洲大陸升溫的主要推動力量。
圖4. 2016-2020年全球溫度區(qū)域異常變化和海洋表層暖流平面坐標地圖
圖4是NASA給出的2016-2020年全球溫度異常變化可視化平面地圖，可以觀察到地球表面升溫幅度較大的地區(qū)，都可以用暖流帶來的熱量推動地表升溫做解釋。除歐洲之外，非洲東北角摩洛哥和阿爾及利亞地區(qū)的升溫幅度又高于非洲大陸其他地區(qū)，這應是北大西洋暖流順伊比利亞半島南下分支的作用結果。在北太平洋方向，日本—北太平洋暖流在西風作用下流向北美大陸西海岸，在地形作用下一部分向北流動形成阿拉斯加暖流，對推動極地和北半球升溫，貢獻一部分力量。從圖2和圖4可以看出北美大陸西海岸和阿拉斯加地區(qū)的升溫幅度明顯又高于北美大陸其他地區(qū)，很明顯這是北太平洋暖流和阿拉斯加暖流的作用結果。亞洲大陸北部、阿拉伯半島地區(qū)的升溫，除受到日本—北太平洋暖流影響之外，也受到來自印度洋方向富含水汽和熱量的西南季風影響。西非地區(qū)的升溫也受到了來自大西洋方向季風的推動。但相比于暖流對增溫的影響，季風的影響是從屬和次要的，特別是印度洋方向的季風，是在北半球升溫之后導致海陸熱力差加大，而向歐亞大陸腹地輸送更多熱量和水汽。導致亞洲大陸北部和阿拉伯半島地區(qū)的升溫幅度，又高于南半球和北美大陸大部分地區(qū)。
在南半球，則呈現(xiàn)不太一樣的情況。受地形塑造，太平洋南赤道暖流在西南太平洋地區(qū)也分成三部分。第一部分被巴布亞新幾內亞群島、印度尼西亞群島和菲律賓群島阻擋，轉向北后與被菲律賓群島阻擋而南下的北赤道暖流一部分匯合之后再形成赤道逆流；第二部分則通過澳大利亞—巴布亞新幾內亞之間的海峽進入印度洋，繼續(xù)向西流動；第三部分受澳大利亞陸地的阻擋，而南下形成東澳大利亞暖流。觀察圖2和圖4，澳大利亞東部升溫幅度明顯高于澳大利亞西部，這顯然是受東澳大利亞暖流作用的結果。進入印度洋部分的暖流受馬達加斯加島和非洲大陸的阻擋分成南北兩部分，向北流動的暖流參與季風洋流，大量熱量被滯留于北印度洋，形成海水高蒸發(fā)量，為印度洋季風提供了大量水汽，季風再把雨水和熱量帶到亞洲大陸北部地區(qū)。印度洋向南流動的暖流部分形成莫桑比克暖流和馬達加斯加暖流。在大西洋方向，一部分南赤道暖流受巴西地形引導向南流動形成巴西暖流。繼續(xù)觀察圖2和圖4，巴西地區(qū)升溫幅度又明顯高于南美大陸其他地區(qū)，這是巴西暖流和安第斯山脈共同作用的結果。但是由于南半球海洋水域廣大，南半球的暖流流量都不強。在西風作用下，熱量被相對均勻擴散于南半球。更由于環(huán)繞南極洲強勁西風氣海流帶的影響，從赤道地區(qū)南下的暖流攜帶的熱量很難擴散到南極洲大陸中心地帶。正是以上南半球暖流的弱、散等原因，南半球平均升溫幅度明顯要比北半球低約1攝氏度左右。
由此可見，整個地球氣溫的異常變化都跟季風和暖流密切相關，海洋表層洋流和季風把地球赤道的大量熱量和水汽帶向南北極和沿途地區(qū)，造成這些地區(qū)的地表溫度升高和降水增加，從而推動地球平均溫度的升高。利用洋流和大氣環(huán)流模型的變化，可以完美解釋地球各地區(qū)升溫異常的區(qū)域差異性。而增加的二氧化碳濃度會隨著大氣環(huán)流運動相對均勻地擴散于空氣中，無法造成地表升溫的區(qū)域性差異，更難與這些區(qū)域進行匹配。比如大氣環(huán)流模式不支持把二氧化碳富集于北極地區(qū)。圖5是NASA 的科學可視化工作室給出的2002年9月至2022年5月期間全球二氧化碳 (CO?) 濃度分布的數(shù)據(jù)可視化圖[2]。該數(shù)據(jù)可視化圖顯示了NASA Aqua航天器上的大氣紅外探測器（AIRS），在20年時間跨度內，觀測到的對流層中二氧化碳濃度的全球分布和變化。南極洲和青藏高原的條紋帶表示數(shù)據(jù)質量低。雖然在數(shù)據(jù)中看到二氧化碳隨著時間的推移不斷增加，如地圖顏色隨著時間推移從淺黃色向紅色轉變，但是其全球條帶狀相對均勻分布特征也比較明顯，在南北半球并無明顯差異。從可視化動圖還可以觀察到南北半球的二氧化碳濃度存在季節(jié)性波動變化，這是受到植物和海洋葉綠素生長周期的影響。夏季時光合作用強烈，二氧化碳濃度降低，冬季時光合作用減弱，二氧化碳濃度升高。但這種季節(jié)性波動對地球區(qū)域性溫度差異幾乎不存在任何影響。
圖5. 2002年9月至2022年5月期間全球二氧化碳濃度分布的數(shù)據(jù)可視化圖
暖流分布和二氧化碳濃度增加分布，與全球增溫區(qū)域性差異進行對比，結論是明確性的，即地球升溫主要原因并不是二氧化碳濃度增加的結果。相反由于地球升溫，水循環(huán)增加，陸地植被和海洋葉綠素增加，光合作用消耗掉了二氧化碳的大部分增加量。觀察證據(jù)否定了二氧化碳濃度增加導致地球變暖說。實際上，人類活動大量排放二氧化碳是在工業(yè)革命之后，還不到200年的時間，而在這之前，一萬年以來的地球已經(jīng)歷了上10次氣候變化周期，振幅大約在2攝氏度范圍內，在過去大部分時間里氣候要比現(xiàn)代溫暖得多。100萬年以來，地球經(jīng)歷了10萬年長周期的冰期氣候變化，振幅高達上10攝氏度。甚至在人類出現(xiàn)以前，這些地球氣候變化周期都存在[3]。顯然這些氣候變暖都不能歸咎于二氧化碳濃度增加。
3暖流是造成極地冰蓋融化的主因，而非氣候變暖
然而，在全球平均氣溫升高的同時，從NASA科學可視化工作室給出的1880年到2020年全球表面溫度的可視化動態(tài)圖，可以觀察到在大西洋和太平洋南北兩端或環(huán)南極洲周圍，存在幾個明顯的海洋降溫區(qū)域。這又是什么原因造成的呢？
全球氣候變暖，格陵蘭和南極洲的冰蓋面積在縮小是事實，但另一方面冰蓋中心的厚度也是在增加的。由于表面融化和冰山崩解，在過去幾十年中，極地冰原的質量發(fā)生了變化。根據(jù)重力恢復和氣候實驗GRACE衛(wèi)星（2002-2017年）和GRACE后續(xù)衛(wèi)星（自2018年以來）的觀測結果進行的研究表明，在2002年至2020年期間，格陵蘭島每年減少約2800億噸冰，導致全球海平面每年上升0.8毫米[4]；南極洲每年減少約1500億噸冰，導致全球海平面每年上升0.4毫米[5]。格林蘭島融冰雪質量約是南極洲融冰質量的一半，這也與北極圈增溫幅度約是南極洲的兩倍相一致。圖6顯示 GRACE及后續(xù)衛(wèi)星觀察到的格林蘭和南極洲冰原的質量變化[6]。這些由GRACE和GRACE-FO數(shù)據(jù)創(chuàng)建的圖像顯示了自2002年以來極地陸地冰質量的變化。橙色和紅色陰影表示失去冰質量的區(qū)域，而淺藍色陰影表示增加冰質量的地區(qū)。白色表示自2002年起冰質量變化很小或沒有變化的區(qū)域。格林島損失冰質量嚴重的區(qū)域與北大西洋-西格林蘭暖流區(qū)域重合，南極洲損失冰質量嚴重區(qū)域與巴西暖流和東澳大利亞暖流相對應。這也支持了NASA的觀察，即極地冰原附近海水變暖在當代冰質量損失中起著關鍵作用。同時可以觀察到南極洲和格林蘭島都存在不少的淺藍色區(qū)域，表明這些地區(qū)降雪量在增加，冰質量在增加，這是因為暖流難以影響到這些區(qū)域。同時這也說明極地地區(qū)受暖流影響損失的冰質量，相當?shù)牟糠质莵碜援斈甑慕笛?，這將抵消相當部分海平面的上升，但卻會繼續(xù)增加極地冰雪融化后進入海洋的淡水體積。
圖6. GRACE及后續(xù)衛(wèi)星觀察到的格林蘭和南極洲冰蓋質量變化
格林蘭島和南極洲大片淺藍色冰質量增加區(qū)域的發(fā)生，說明在幾乎沒有暖流影響的極地區(qū)域，全年降雪量一定是大于因為氣候升溫而帶來的全年融雪量，從而形成新積雪的逐年積累。夏季時，已經(jīng)被融化的極地冰雪區(qū)域，冰雪在每年的秋季和冬季也會繼續(xù)生長，從而為接下來的夏季提供新降雪的融水。圖7是NASA科學可視化工作室給出的2022年2月25日的北極的冰雪和海冰，似乎已達到其年度最大范圍，整個北冰洋、格林蘭島西部的巴芬灣、加拿大中北部的哈得孫灣和白令海峽，重新被冰雪覆蓋，海冰覆蓋面積達到1488萬平方公里，與2015年持平[7]。NASA研究表明，在夏季時，北極冰蓋面積在呈下降趨勢。但最近幾年的夏季升溫，對冬季冰雪覆蓋范圍影響不大。如果是因為氣溫變暖的原因而導致極地冰川融化，那么極地冰川融化的區(qū)域一定是相對均勻的，更不會發(fā)生有冰蓋質量增加的區(qū)域。這會得出兩個有意義的結論：① 極地冰蓋融化的主因是暖流，而非氣溫增加。② 相反的情況發(fā)生了，氣候升溫導致地球水循環(huán)增強，這會導致極地降雪量增加，并在暖流難以影響到的區(qū)域在累積。
圖7. 2022年2月25日北極冰雪覆蓋范圍
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邦德事件和全新世氣候周期性變化原理
從圖2、圖3和圖4，我們可以清晰觀察到在格陵蘭島南部和西南極洲的北部，即大西洋的南北兩端，都存在一大片淺藍色降溫的海域！這是跟格林蘭島和南極洲的冰川融化存在因果關系。由于冰川融化后的大量淡水融入大西洋的兩端，淡水密度小于海水，很難沉入下部水底[8]。這樣在格林蘭島南邊會蓄積大片的冰川冷融水體，這會對北大西亞表層暖流流動形成物理阻礙和降溫冷卻作用。這樣深入到北冰洋方向的北大西洋暖流干流的補償流、熱量以及對格林蘭島冰川的侵蝕融化，都會被減弱，整個大西洋的洋流循環(huán)體系也會變慢。如圖8示意。受到阻礙的北大西洋暖流一部分可能會加大流向伊比利亞半島西部南下的暖流分支，促進北非地區(qū)變暖和濕潤。
圖8. 格林蘭島冰川融水進入北大西洋形成冷卻降溫區(qū)示意圖
同樣地，西南極洲邊緣的冰川，其北邊是大西洋的南端，受到南美洲東海岸南下的巴西暖流影響，融化后的淡水區(qū)域，對環(huán)繞南極洲的西風漂流，和巴西暖流對南極冰川進一步侵蝕融化，也形成阻礙了作用。還會削弱非洲西南部的向赤道方向流動的本格拉寒流。由于補償流的減弱，會進一步削弱大西洋赤道暖流的流動。進而導致整個大西洋的洋流循環(huán)體系進一步被阻塞變慢，從而進一步減弱大西洋赤道暖流把熱量向墨西哥灣暖流和北大西洋暖流的輸送。參考圖8和圖9示意圖。
圖9. 全球洋流和海洋變冷主要區(qū)域示意圖
在太平洋的南北兩端，也存在同樣海洋降溫區(qū)域和作用機理。在太平洋的北端，因為有較弱的阿拉斯加暖流影響，使得阿拉斯加地區(qū)的部分冰川融化，因而在阿留申群島以南附近海域形成融水降溫區(qū)域，這會對北太平洋暖流東進和阿拉斯加暖流北上形成物理阻礙和降溫效應。在澳大利亞的南方太平洋海域，因為有較弱的東澳大利亞暖流的影響，使得東南極洲邊緣部分有冰川融化，加上印度洋南方暖流的影響，因而在澳大利亞南方的西風漂流帶海域形成融水降溫區(qū)域。同樣，太平洋的南北兩端融水降溫區(qū)域的存在，會反過來減弱阿拉斯加暖流和東澳大利亞暖流對附近冰川的侵蝕融化。參考圖4和圖9。
當北大西洋暖流對北極地區(qū)熱量和水汽的輸送越來越弱，甚至來自太平洋方向的白令海峽的微弱輸送通道也被阻塞，從而導致北極地區(qū)增溫效應越來越弱。這就會形成一個降溫反饋效應。當由于全球升溫，水循環(huán)增強，極地每年降雪量增大，在格林蘭島南部和西南極洲的北部的大西洋區(qū)域，形成的冰川融化碎塊和融水體積也會越來越大，對暖流的阻力和降溫作用就會越大，形成的降溫海域也會越來越大。當越來越弱的北大西洋暖流輸入到北冰洋的微弱熱量被冬季降溫耗能所抵消，則北極地區(qū)的變熱趨勢就會來到一個臨界點，轉而開始變冷，氣候變化就會發(fā)生逆轉，全球變冷趨勢就會超過變熱趨勢。也就是說，地球氣溫在增加的同時，加大了水循環(huán)和降水降雪量，加大了暖流融化高緯度地區(qū)的冰雪量，在海洋中形成的寒冷融水區(qū)體積越來越大，對暖流形成的降溫和物理阻塞作用就越來越強，從而減弱了暖流把熱量從赤道帶到極地的作用，極地從赤道地區(qū)獲得的熱量越來越少，這就積累了阻止高緯度地區(qū)氣溫升高的因素。正所謂“禍兮福所倚，福兮禍所伏”，這就是中國傳統(tǒng)的陰陽互生（陽中生陰，陰中生陽）哲學。赤道地區(qū)的熱量得不到擴散，就無法形成對整個地球地表的增溫效應。當暖流越來越弱，極地氣候越來越冷，格林蘭島和南極洲冰川重新形成，不再有新增的冰雪融化淡水進入大西洋之后，海洋中淡水區(qū)逐漸消散，被阻塞的北大西洋暖流將重新恢復通暢，洋流在風力作用下將開始重新活躍，暖流會越來越強。在全球暖流共同作用下，赤道地區(qū)大量熱量和水汽被再次輸入到南北極，南北極特別是北極圈開始升溫，冰川融化，從而進入下一次氣候變換循環(huán)。
這就是全新世氣候變化周期的內部機理，周期時間大約在800-1500年左右，全球溫度變化在1-3攝氏度范圍內[3]。全新世（Holocene）是一個地質年代概念，是指在地球末次冰期（大約從11.5萬前到1.17萬年前之間）之后，從1.17萬年前開始持續(xù)至今的時代，這也是人類活動開始活躍，從舊石器走向新石器時期，直至快速發(fā)展起文明的時代。這個時期的氣候變化，與人類活動和人類文明發(fā)展走向密切相關。
最初邦德發(fā)現(xiàn)“1500年周期”的“邦德事件”，正是根據(jù)北大西洋的深海浮冰沉積物作周期示蹤劑 [9]。但是邦德錯誤推測這可能是受到太陽能量輸出變化而導致地表海洋水文變化的影響，太陽活動的強迫機制可能是北大西洋全新世“1500年周期”的基礎[10]。與中國陰陽互生哲學原理相符合，這實際是地球自身因赤道與南北極之間，在洋流作用下的能量擴散作用，而形成全球氣溫周期振蕩的結果。而作為邦德事件周期示蹤劑的北大西洋深海浮冰沉積物的形成，正是格林蘭島冰原因為氣候周期性變暖，而融化崩塌成碎塊，漂浮進入北大西洋的結果。NASA網(wǎng)站顯示的從1880年到2020年全球表面溫度的動態(tài)變化過程可視化圖，顯示了北大西洋海洋存在的海水降溫區(qū)域，與邦德事件所調查的北大西洋深海浮冰沉積物區(qū)域高度重合，證據(jù)的相互驗證，證明了邦德事件周期與全新世氣候變化周期存在有內部同一機理。NASA網(wǎng)站報告了格林蘭島和南極洲冰原融化區(qū)域是受到海洋暖流增溫影響的觀察，但并未給出南北兩極與赤道能量交換，與氣候周期性變化之間，存在的一系列連鎖反應導致的周期因果關系機理，反而繼續(xù)強調是二氧化碳濃度增加導致氣候變暖?，F(xiàn)在，這應該是一個新的發(fā)現(xiàn)，證明了全新世氣候周期性變化是地球自身運行機理導致的，證明了地球氣候變暖不是二氧化碳濃度增加的結果。
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地球10萬年氣候周期性變化原理與未來氣候展望
進一步，我們需要繼續(xù)追問邦德事件周期或全新世氣候變化千年周期將會怎樣發(fā)展，周期還會持續(xù)多久？圖10是邦德給出的全新世北大西洋浮冰指數(shù)，顯示1.2萬年以來，地球已經(jīng)經(jīng)歷了至少8次邦德事件周期。從圖中可以看出北大西洋浮冰指數(shù)隨時間在周期性振蕩過程中呈現(xiàn)下降趨勢，也就是說下一次暖期時，北大西洋浮冰大概率會比這一次暖期浮冰少。
圖10.全新世北大西洋浮冰指數(shù)與邦德事件對應（紅色趨勢箭頭線為作者加）
與此相類似，由Robert A. Rohde根據(jù)公開數(shù)據(jù)制作的全新世溫度變化曲線[3]，中間的黑線是局部溫度變化的八項記錄的平均值。溫度變化周期與邦德事件浮冰指數(shù)正相關，且也呈現(xiàn)下降趨勢，見圖11下方，這是45萬年以來最后1.2萬年全新世的氣候變化曲線放大圖。圖12是基于《中國五千年來氣候變遷的初步研究》論文里的竺可楨曲線，疊加最近三次千年周期的邦德事件。注意橫軸的時間是不等距時間，3000年到2000年時間距離被縮短，1000年到現(xiàn)在時間距離被放大。圖顯示夏商、周秦漢和隋唐宋時期的氣溫都是偏高的，中間受到最近三次邦德事件的影響，與商周交替、五胡南下和蒙滿入侵這幾次歷史事件相對應?，F(xiàn)在全球氣候正處于“邦德事件0”或小冰期的回暖期。注意最近三次的邦德事件反映在中國區(qū)的反彈溫度也是逐次下降的。
圖11 地球10萬年周期的冰期溫度變化和全新世千年周期溫度變化。Robert A. Rohde。（圖片來源：Wikimedia Common，原圖被納入“全球變暖”項目中。紅色趨勢箭頭線為作者加。）
圖12. 竺可楨中國5000年氣候變化曲線和最近三次邦德事件
因此，邦德事件周期的浮冰指數(shù)逐次減少和全新世氣候周期性變化全球平均溫度逐次降低，這不是偶然的。其內在原理是：擴大的冰川在下一次氣候變暖時，更容易在暖流作用下，被融化而崩塌阻塞大洋暖流，造成氣候轉冷周期時會更冷，并且每一次振蕩后，冰川都在擴大。當氣候周期轉暖后，反彈溫度就難以超越上一次的周期最高溫度。這似乎符合振蕩衰減規(guī)律。
圖11上方的三條曲線是由Robert A. Rohde根據(jù)公開數(shù)據(jù)制作的，顯示45萬年以來的南極溫度的變化，以及與全球冰量變化的比較[3]。最上方的紅色曲線，是基于全球分布的沉積物復合物測量值重建的全球冰體積；下方的藍和綠兩條曲線顯示了南極洲兩個地點的局部溫度變化（EPICA社區(qū)成員2004，Petit 等人1999）[11]，大約有10攝氏度的振幅。這三條曲線表現(xiàn)了同步的鋸齒波形周期曲線，周期時間大約是10萬年的間隔。從藍、綠兩條鋸齒波形溫度變化曲線看，每次周期開始有一個相對快速升溫的過程，這個時間大約有1萬年左右。例如，地球末次冰期的最盛期發(fā)生于約2.1萬年前，如圖11上方紅色曲線顯示此時全球冰體積最高，之后就是氣溫的迅速上升，到1.17萬年前轉入全新世。在每次10萬年周期的氣溫快速上升之后，大約有9萬年的時間，全球氣溫在相對幅度不是很高的周期振蕩中下降。當全球氣溫降低10攝氏度左右，冰川發(fā)展到最盛期，然后溫度又開始突然快速大幅度上升10攝氏度左右。其內部運作機理，可能仍然是赤道與兩極能量輸送有關。如圖11最上方的紅色曲線反映的全球冰體積與全球氣溫的同步關系，平均溫度越低，冰體積越高（紅色曲線下方為高），當冰川發(fā)展到最盛期時，南北向的大西洋暖流流動幾乎完全斷絕，熱量只能在赤道積累，當積累到某一個臨界點后，赤道地區(qū)暖流與南北球高緯度冰川之間形成冰火兩重天，巨大的熱力差，會讓暖流快速融化掉“冰火”交界處的北大西亞洋浮冰和冰川，類似于火山或地震爆發(fā)，北大西洋進入北冰洋的通道重新被打開，赤道地區(qū)的熱量被北大西洋暖流重新帶進北冰洋，然后開始下一個10萬年氣候周期。在1萬年快速升溫之后的9萬年里，每萬年平均大約有8-10次的小振幅氣候變化周期，也即邦德事件周期。
從圖11還可以看出，在10萬年和1000年氣候周期之間，在萬年時間尺度內還存在波動幅度較大的不規(guī)則溫度變化，這是否受到了地球自身的其他因素如火山爆發(fā)、地球板塊運動等影響，還有待繼續(xù)觀察和研究。
45萬年以來，地球已經(jīng)經(jīng)歷了4次完整的10萬年氣候變化周期，現(xiàn)在地球正處于第五次的10萬年氣候周期的開始階段。全新世邦德事件的周期溫度變化大致在3攝氏度范圍內，相比于前四次10萬年周期內相對振幅較大的小周期變化，本輪邦德事件周期平均溫度變化相當穩(wěn)定，從而培育了本次全新世人類文明的發(fā)展，迄今還沒有因為氣候原因遭受到太大的中斷夭折。在一定程度上，全新世氣候變化周期塑造了一萬年以來的人類文明中心的地域發(fā)展軌跡，并呈現(xiàn)出某種程度的地域蹺蹺板效應。從邦德事件千年小周期看，本次氣候變化小周期還處于上升和高溫階段，其后至少還有幾百年左右的相對平穩(wěn)下降期，然后開始下一輪循環(huán)。從10萬年氣候變化大周期看，本輪氣候大周期時間已走完約五分之一，人類需要面對未來2-8萬年時間內的氣候劇烈變冷的考驗。
據(jù)未經(jīng)證實的所謂瑪雅文明的記載，人類已經(jīng)歷了四次文明，現(xiàn)在人類正在發(fā)展第五次文明。據(jù)說上一次文明叫“亞特蘭蒂斯文明”，發(fā)源自已經(jīng)沉沒的“大西洲”，但迄今未得到考古證實。不過，如果前“四次文明”確實存在的話，似乎與45萬年以來的四次10萬年氣候變化周期存在對應關系。在氣候劇烈變動期，人類文明被毀滅，地球生命重新洗牌。現(xiàn)在氣候周期性變化機理，在NASA“上帝”之眼的幫助之下，可以得到證明。依靠目前人類已經(jīng)和未來發(fā)展的技術，相信未來的人類有足夠的智慧和能力，消除在北大西洋存在的劇烈變冷的因素，人工控制和調節(jié)北大西洋暖流輸入到北極圈地區(qū)的熱量，達到影響和調節(jié)地球氣候的目的，從而避免人類文明因為氣候劇烈變化而遭受滅絕的下一次危機。
參考文獻：
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10.Bond, G.; et al. (2001). "Persistent Solar Influence on North Atlantic Climate During the Holocene". Science. 294 (5549): 2130–2136.doi:10.1126/science.1065680
11.EPICA community members (2004). Eight glacial cycles from an Antarctic ice core, Nature 429:6992, 623-628, doi:10.1038/nature02599.作者簡介
劉光保，原北京氣象局工程師，1986-1994年于中國科學技術大學地球與空間科學系大氣物理專業(yè)學習，獲碩士學位，曾從事氣候動力學、大氣環(huán)境、雷電和云霧物理等方面研究。出版著作有《發(fā)現(xiàn)夏朝》和《文明起源》。
相韶華，深圳零一學院講座教授，創(chuàng)始合伙人,數(shù)據(jù)安全專家。1984-1988年在氣象系統(tǒng)擔任研發(fā)工程師，研究領域涉及無人氣象觀測系統(tǒng)，衛(wèi)星云圖處理以及氣候變化與朝代更迭等。長期關注氣候周期變化對人類社會的影響。更多多參考
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