地球科学博客

图 2007年11月的冬天， 台风 "米娜MITAG"和"海贝丝HAGIBIS"给台湾造成了灾情，图上的红色部分是它们的影响区域，实际上台风进入台湾时已经明显后劲不足， 减弱为热带风暴 。有不少台湾人纳闷，怎么冬天还有台风呢？（图片来源： 问天网 ） 今年春节联欢晚会上有一个节目叫"军嫂探亲"，说的是三位军嫂大年三十要去海岛和亲人团聚，不巧在将要抵达海岛的时候来了台风，使得军嫂又要苦苦等一年。 今天我看到 网上 有人质疑演员或导演的知识水平，反问道"台风是在冬天吗？冬天会有台风吗？" 对了，冬天会有台风吗？ 我觉得导演和演员可能没有想到这个科学问题，因此我佩服这位提问者的批判精神，但是，我也要反问，冬天为什么就不能有台风呢？ 先来理解为什么有台风。台风的产生原理很简单，因为大气温度有差异，使得某个地方温度高，气压低，于是气压高的地方就向气压低的流动，在克利奥里力的作用下，大气旋转产生台风。 通常台风产生需要两个条件：较高的海洋温度（超过26度）和充沛的水汽。因为冬天的海洋温度不高，很难形成强烈的上升暖湿气流，因此冬天台风很少。对于远离热带海洋，以下沉冷气流为主的中国海域，当然无法形成台风。 不过冬天赤道附近的海域气温还是较高的，下图就是我今天从 BBC气象网 上的得到的东南亚气温分布图，有些海域的气温并不比26度低。如果此时大气发生扰动，就可能产生台风。当然，要产生台风并不容易，即使出现很多台风的胚胎-热带漩涡，也只有10%的热带漩涡有机会发育成台风。但是，这并不能排除冬天没有台风。何况，小品里没有说海岛的具体位置，如果是南中国海呢？是南沙群岛呢？ 我一开始也没有好好思考这个问题，认为冬天是不应该有台风。但是，正当我在自以为是的时候，自己也犯下了 武断 和 利用常识判断 所带来的错误。 台风和飓风和热带气旋的差别 台风和飓风是指中心附近最大风力达到12级或以上（即风速32.6米/秒以上）的热带气旋，只是因产生的海域不同而称谓有别。在大西洋、加勒比海地区和东太平洋叫做飓风(hurricanes )，在西太平洋地区叫做台风（typhoons），在印度洋地区叫做旋风（cyclones）。举个例子，登录中国的叫台风，登录美国的叫飓风。 Technorati ...

图1 全球变暖谁最担心？北极熊！看这张图就知道了。全球变暖，很多人担心只是因为他们找不到了更好的滑雪场，而人造雪又融化得太快。但是，全球变暖却影响了动物的起居生活，冬眠的动物开始失眠，比如狗熊。（图片来源： Digg ） 汪品先院士在《我国的地球系统科学向何处去》中提到全球变暖的坏处： 1，大气的CO2增多、全球变暖 (1)海平面抬升，上世纪以来每年平均上升1．5～2．0 mm (2)雪线上升，非洲最高峰的雪线近90年升高数百米； (3)连大气圈对流层顶的高度也在上升，20年来平均上升200m。温室效应使对流层增温，臭氧洞使平流层减温，结果使得对流层顶升高。 (4)温室效应不仅改变海平面，还改变着海水的化学：每年估计有650 km的融冰淡水添进大洋，使得海水变淡。 2，温室效应甚至还可以间接地改变地球重力场：冰消期以来冰盖消融、地壳反弹，地球扁率长期下降；而近期的冰雪消融使海水质量由南大洋北移，1997年起地球的动态扁率停止下降，转为上升。

　　月球距离地球远不止十万八千里（38万公里），怎么可能用月球研究地球气候？ 　　全球气候变化是由地球从太阳得到的能量和自身放出的能量不平衡引起的。不了解气候系统的输入和输出情况，即所谓的能量收支，也就无从梳理出自然和人为因素在其中所起的相对作用，从而也就无法预测未来的气候。密执安大学地球物理学家HuangShao-Peng指出，利用现有的地基和天基技术来探测能量收支变化是很难的。幸运的是，执行"阿波罗"15登月任务的宇航员（他们恰好都是密执安大学校友）在月面上留下的仪器无意之间开展了正好合乎这方面要求的测量工作。 　　"阿波罗"15任务原计划向月壤下钻两个约3米深的孔洞，并把专门设计的探测装置塞到洞中。此举主要是要了解温度如何随深度而变化，以便计算月球自内向外的热流。但在月球上粉尘状的月壤上钻孔的难度大大超出了原来的设想。宇航员们到头来钻出的深度却只有想达到的深度的一半多一点。把探测装置塞入洞中后，本来想用于测定亚表面温度的几只温度计却只能测到表面温度。也正是由于这一原因，美国航空航天局才得到了41个月的月面温度记录数据。 　　HuangShao-Peng最初对月球钻孔测量数据产生兴趣是因为他和他的同事享利·波拉克一直在利用地球上的钻孔测量数据来复现地球表面的温度变化情况。他觉得他们有可能利用为那个项目开发的技术来复现月面的温度变化。但在研究了上面的月球数据后，他意识到这有可能为地球气候变化研究提供宝贵的信息。 　　在"阿波罗"15飞船登陆的月球正面，表面温度是由白天的太阳辐射和夜晚从地球辐射出去的能量决定的。HuangShao-Peng的研究表明，由于一种放大效应的存在，来自地球即便很微弱的辐射也会在月壤内带来可测量到的温度变化。他随后又再次对数据进行了研究，发现月面白天和夜间的温度变化有截然不同的特点。他由此发现了1972年年中到1975年年底月面夜间温度升高的趋势，而这正好与同期发生的地球全球变暗现象（原因是陆面光照普遍减少）相符（同期的广泛地基辐射记录数据表明，由于不能很好解释的原因，当时到达地面的太阳辐射显著减少）。 　　HuangShao-Peng的研究说明， 地球气候系统能量收支的信号可在月球上探测到 ，可有助于监测和预报气候变化。他说，由于这一点和其它原因，月球是建设一个观测系统...

图1 2006年南极上空曾出现的臭氧洞面积很大，是1998年以来情况最糟糕的一年。(图片来源： NASA ) 图2 2002年南极上空的臭氧层空洞面积明显比较小，但是小并不意味着臭氧层在恢复，2006年情况就很糟糕。 　　气象组织在2007年10月17日表示，今年的南极臭氧空洞在面积和深度上相对较大，但是这并不意味着臭氧层在恢复。因为臭氧层受冬季平流层温度影响，温度低会加速臭氧层的消耗，而2007年平流层的温度不像往年那么低。 　　自1998年以来，只有2002年和2004年的南极臭氧空洞小于2007年的臭氧空洞。南极上空平流层中的臭氧耗减气体数量在2000年达到最多，此后以每年1%的速度减少。2006年南极上空臭氧空洞是有记录以来最糟糕的状态。 　　但是，目前南极平流层仍含有足以毁掉全部臭氧的氯和溴，因此预计今后十年至二十年中，南极臭氧空洞的情况仍有可能恶化；不过每年具体的情况将因平流层的气象状况不同而出现差异。 臭氧层作用 ：地球生物的"保护伞"，能够有效地保护地球大多数生物免受太阳紫外线辐射。紫外线辐射与皮肤癌﹑白内障和人体免疫功能破坏有关。有些作物和海洋生物也会受其不利影响。

　　伦敦6月26日电 澳大利亚著名科学家提姆•富兰纳瑞最近在英国《泰晤士报》上撰文指出，气候科学家的10个预言都已近或者正在变成现实，它们分别是： 　　1、随着更多的二氧化碳排放到大气中，地球将会变暖(瑞典科学家阿列纽斯)。 　　2、在大约2000年，人们将会看见更多易于察觉的地球气候变化迹象(一些联合国政府间气候变化专业委员会科学家)。 　　3、海平面将会上升。 　　4、地球上的冰将快速融化(美国宇航局戈达德研究院的詹姆斯•汉森)。 　　5、飓风的强度将会增大(生物学家阿尔佛雷德•罗斯尔•华莱士)。 　　6、随着气候的变化，物种开始灭绝。 　　7、澳大利亚将会变得更加干旱(英国气象局哈德莱中心科学家)。 　　8、热带疾病将会增加。 　　9、粮食农作物的生产将会受不利影响。 　　10、二氧化碳将会使海洋酸化。 　　另外，气候变化所带来的10个最大的变化是： 　　1、冬季变短 　　2、世界上许多地区流入到水库中的水减少 　　3、飓风更猛烈持续时间更长 　　4、寒夜减少 　　5、季节性条件更不具可预测性 　　6、下雪减少 　　7、热浪增多 　　8、在不同季节许多地方下雨减少 　　9、北海和南大洋的风暴增多 　　10、总体环境更暖 来源： 中国新闻网

2006年南极上空曾出现的臭氧洞 (来源：NASA) 　　北京时间6月4日消息，据英国《泰晤士报》报道，英国研究人员表示，地球历史上出现的最大臭氧洞并非人类所为，而是2.51亿年前的一次火山爆发所"创造"的。 　　这个臭氧洞环绕在地球赤道周围，向北最远延伸至葡萄牙中部，向南最远延伸至阿根廷南部。它是因为西伯利亚的火山喷发形成的，这些喷发导致当时地球上出现规模最大的生物灭绝惨剧，加速了无数动植物种群走向灭亡。 　　根据科学家的计算，刺穿这个臭氧洞的紫外线强烈最高可达穿过人类使用氟利昂和其它化学物质制造的臭氧洞的紫外线的6倍。这些曾在二叠纪-三叠纪时代破坏臭氧层的化学物质，一旦停止"入侵"大气层，遭破坏的臭氧层大约需要10年时间才能得以恢复。人类向大气中排放的破坏臭氧层的化学物质的作恶时间要更长一些。 　　由英国谢菲尔德大学大卫·毕尔林教授领导的研究小组在《皇家学会哲学汇刊》上刊登了他们的发现。(任秋凌） 来源： 新浪科技讯

　　美国加里佛尼亚大学地质系科研人员在最新一期的美国《科学》杂志上发表论文指出，他们分析了保存在南极冰川中的气泡后发现，大约在3亿年前的古生代晚期，是地球上冰川气候正在向温室气候的过度时期，在这一时期内，地球大气中二氧化碳的含量从250ppm(ppm表示每百万个空气分子中二氧化碳分子的数量)逐渐增加到1000ppm，再到3000ppm，几乎增加了11倍，同时，随着气温的逐渐升高，地球植物也变得越来越具有抗旱特性。 　　研究人员分析了发生在二迭纪初、4000万年时间段内的二氧化碳含量与气候和生物进化的情况。由于确定3亿年前地球大气中二氧化碳的含量非常困难，南极冰川中也没有保存下那时的气泡，研究人员使用了综合计算方法，其中包括估计碳同位素C13在方解石中、约塔矿物和植物化石中的含量；再利用方解石中约塔矿物和古生物化石中碳同位素的数据，建立了大气中二氧化碳含量与土壤、植物与气候之间的相互关系图。 　　通过对该图的分析发现，在古生代晚期时代的千百万年里，就曾发生过二氧化碳引起的全球性温室效应，而且这一现象不仅仅在人类出现之前发生过，甚至在哺乳动物之前就曾发生。 　　研究人员还指出，今天，大气中二氧化碳的含量为360ppm，是近50万年里最高的时期。今后，如果人类将地球上所有的矿物资源耗尽，大气中二氧化碳的含量将增加到3亿年前古生代晚期时2000ppm的水平。（编辑：高传） 来源： 国际在线 　　 　

图 全球的洋流示意图。亚洲东部、欧洲的水温比较高，适合洗澡；而加利福尼亚因为有来自北冰洋的寒流通过，那里的水几乎冷的不能洗澡 。 　　谁第一个发现CO2能引起的温室效应（green house effect）？恐怕很少有人知道，起先我也不知道。 　　这是件很奇怪的事情，我们往往不认识那些真正起到影响人类社会作用的人物，而对一些无关痛痒的小事如数家珍。我们在地球上生活，却无视地球的冷暖，这是多么愚蠢的事。气候的变化至少会影响你的吃穿住行，不是吗？想一想。中国气象局局长秦大河在今年的世界地球日（2006年3月23日）说"中国每年受气象灾害影响人口达4亿 （全国1/3）经济损失达2000多亿人民币，占GDP的1-3%"。单单气象灾害，我们平均每个人就得为此买单上百元，只是我们不知道自己买了单而已，还有其他损失呢，先让我们了解温室效应的危害。 　　温室效应对整个地球系统的影响真的很大。温室效应会引起全球气温升高，大陆更多的冰川、积雪将融化后汇入海洋（注意海洋冰川的融化对全球海平面上升没有影响，因为海冰密度为0.9，它的10%浮在海面，根据阿基米德定律，浮在水面上的物体的质量就是被排开的水的质量），这会引起海平面上升；海水受热膨胀，直接后果也是海平面升高。 　　地球上把我们所有可用的淡水资源（如江河湖泊）加起来，总量不过全世界水资源的万分之三，别小看这万分之三，抗洪抗的就是这小小的万分之三。我们得玩命似得和它搏斗，严正以待，进行一次又一次和这万分之三的巅峰对决，其规模气势岂是小小足球可以比拟的吗？ 　　洋流是怎么回事呢？人们发现太平洋西部，也就是亚洲东部的水温比较高；欧洲虽然地处高纬地带，但是气候湿润，温度适宜，而不像西伯利亚一般寒冷，探究原因，发现原来大洋中存在环流现象。赤道接受的太阳光充足，海水温度高，当它被洋流带到了亚洲东部的海洋时，那里的水温就比较高，适合洗澡冲浪，鱼类等生物资源也丰富；同样，墨西哥湾的洋流将赤道温水带到欧洲，使得欧洲成为典型的海洋性气候。而加利福尼亚因为有来自北冰洋的寒流通过，那里的水几乎冷的不能洗澡。奔驰不息的洋流就这样不断调节和传输全世界的热量，形成了现在我们都适应的气候。温室效应则可能会影响海底洋流，现在科学家还不敢确定（这正是温室效应的恐怖之处，人类往往毁灭于未知的突然事件），但是如果这是真的，那整个欧洲的气候...

　　国际著名气候变化和古海洋研究专家、美国弗吉尼亚大学教授威廉・F・拉迪曼博士日前作客南京大学，以其大胆的"全新世界气候变化的人类活动影响假说"，挑战了目前人们普遍认同的"人类活动在工业革命后影响气候"的观点，受到学术界的高度关注。 　　拉迪曼博士对最近1万年来的气候变化进行了研究。他指出，人类活动所排放的温室气体二氧化碳和甲烷在5000-8000年前就已经造成了大气温室气体浓度的变化，它所导致的温度变化阻止了新的冰期的到来。 　　拉迪曼教授通过对观察和实验数据的分析后指出：8000年前，当人类由东地中海直到欧亚大陆毁林开荒用于耕作时，开始影响气候。这一过程导致蓄存在树木中的碳释放，使大气中二氧化碳浓度增加。之后，大约5000年以前，当人们淤积田地用于种植水稻时，制造出大量的稻田，从而使东南亚地区温室气体甲烷的排放量开始逐渐增加。在研究中，最让拉迪曼感兴趣的是一个异常的记录：在1.1万年以前，出现了一个甲烷峰值,然后，甲烷开始朝着预定的方向减弱，但在5000年以前突然地出现逆转，而在同一时间，主要的甲烷来源地――热带湿润地区呈变干的趋势。因此，在没有自然因素可以解释这一现象的情况下，只有人类活动这种可能的设想可以解释。同时，一大批考古的、文化的、历史的和地质证据也佐证了拉迪曼教授的这一观点：欧亚大陆早期农业的发展（包括8000年前开始的森林砍伐和5000年前的稻田灌溉），导致了温室气体的这种变化趋势。 拉迪曼教授在研究中还发现，最近1000年来，人类历史上瘟疫的大规模爆发和大气中二氧化碳浓度变化在时间上具有对应关系。在3至6世纪及14世纪，瘟疫爆发使25%－45%的欧洲和西亚的人口减少，大片农田荒芜而成为森林，森林在废弃的农田上重新生长会吸收大量的碳，从而导致大气二氧化碳浓度下降。因此，在工业革命之前，人类活动就已经能够改变大气中二氧化碳的浓度。拉迪曼教授指出，在最近一千年，人类累积释放的温室气体导致全球平均增温约0.8℃，而在高纬度地区可以达到2℃。如果没有这些温室气体的释放，目前加拿大东北部等高纬地区应该为冰雪所覆盖。 学界专家认为，拉迪曼博士提出的"早期人类活动影响气候的假说"还需要更多的证据研究来检验。但是，由于他是国际著名的气候变化和古海洋研究专家，他以前提出的"构造抬升驱动气候变...

　　我们过去习惯于听说用动物的异常行为反映气候变化，比如气候变化会改变鱼类的patterns，影响鸟类的迁徙。然而，伯明翰大学的科学家正在研究一种生物指示器--企鹅，看它是否能够用来监测气候变化。 　　"当企鹅为了捕食游的更远或潜水更深时，那就告诉我们在南极的某一个区域存在他们需要的鱼群。我们就可以通过企鹅来评估生态压力，并可以同时发现这个区域的气候变化和过度捕捞情况。"Lewis Halsey博士计划在4月4日在格拉斯哥（英国）举行的实验生物学年会展示他的研究成果。 　　利用动物作为生物指示器的一种新方法就是确定它们的能量需求。Halsey博士和他的合作者测量了企鹅在一摇一摆地行走时和游泳潜水时的心跳速率和能量消耗，并得到了这两个变量（心跳和能量消耗）的关系。他们在企鹅身上植入心跳速率记录器，因此就可以通过记录器数据算出能量。随后，研究者就可以发现捕食过程中能量消耗和鱼类数量之间的相互关系，看看企鹅在食物稀缺时是否需要更多地付出努力。 　　企鹅是一种很好的生物指示器的原因主要在于： 1，当潜水捕食时，它们可以潜入水下数百米深并且可以远游数百公里，因此它们可以覆盖南极以外更多的范围。 2，企鹅的几种食物是大家所熟悉的。 3，当捕食后，企鹅会返回海岸进行繁殖和换毛，这使得研究者可以靠近它们进行研究。（ 原文 ）

图片获取时间：March 30, 2007 （图片来源：NASA） 　　意在增强民众环保意识的"绿色中国日"于2007年3月31日开幕，然而在北京开幕式的同时却来了位不速之客：沙尘暴。此刻，位于首都南方大约2000公里，那里的空气此刻也正遭受着来自东南亚大火带来的污染。 　　在Aura卫星上的臭氧监测仪（OMI）测量到了吸光性大气悬浮物（细小的固体或液体微粒的气态悬浮物）的厚度。这两张图是OMI在3月30日和3月31日捕捉到的，并在原图的东亚、日本海、西太平洋地区添加了大气悬浮物的色码刻度。图上红色区域表示最厚的悬浮物，那里的悬浮物漂浮在反射云层的上方，从而使得它们看起来比实际更亮。 　　30度以南的大气悬浮物似乎是由植物燃烧引起的，往北的大气悬浮物可能由灰尘引起。东南亚的农民经常在春耕前燃烧农作物。（今天刚从老挝回来的同志就说那里的农民烧森林开土地，整个国家到处都是烟）意外的火灾在这个时候随时都可能发生。同时，来自戈壁的沙尘暴在春天这个时候也嚣张到了极点，一直到夏天才逐渐隐退。3月31日的北京遭受了2007年第一次沙尘暴的"洗礼"。

图1 来自蒙古戈壁沙漠的沙尘暴（2007年3月30日）正好被这一天的美国Aqua卫星拍摄到了。这张图显示了沙尘暴的源头来自蒙古，正以逆时针方向扫过中国，不透明的云层展布和沙尘暴的流向是一致的。这里被称为世界最主要的沙尘暴发源地，另外的发源地在撒哈拉，中东和亚洲西南区域。（Credit： NASA image by Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, Goddard Space Flight Center. ） （图片获取时间：March 27, 2007 ） 图2 这张图是美国航天航空局（NASA）的 Terra 卫星在2007年3月27日获得的，显示了2007年3月1日至27日期间，弥漫在中国领土上空的大雾。大雾除了污染人的视线外，还包含了大量一氧化碳，一氧化碳是无色，无味的气体，但是它会高度聚集，会对人类健康造成危害。下方的色柱就表示大雾每平方厘米的一氧化碳浓度。从图上可以看出大雾被风往东吹，扩散到印度，南中国海，中国南海，日本海等地。 根据美国环保部分介绍，这种气体主要来自于燃料，这说明中国在3月份用火频繁、比如野外大火和农业用火。个人认为有一个重要的原因是因为春耕到了，田地里烧草木灰造成的。