本文来自民众号：作育（ID：xingshu100），作者： 尹欢欢，原文题目：《“一年一小灾，十年一大灾”，天气转变与灾难有什么关系？》，题图来自：视觉中国

58条河流发生超出警戒线以上的洪水，重庆市遭受80年以来最大洪灾，三峡大坝水位不停求助……

凭据国家减灾委、应急治理部的数据，6月以来，南方区域已履历了多轮强降雨历程，多地发生严重洪涝灾害，27省（区、市）逾3789万人次受灾。

2020年中国南方区域发生洪灾

在我国，洪灾险些年年有，区别只是局限巨细，且泛起频率呈显著年月际转变特征。然而，隐藏在背后的是极端天气逐渐增多，联合国政府间天气转变专门委员会（IPCC）曾提出忠告，全球温度已高于工业化前水平1.5°C，这会导致极端天气和天气事宜的频率、强度增添。

当全球变暖时，许多陆地冰川会融化，大量淡水输入到大西洋北部，导致当地的海水密度减小，从而不能沉到深海中，于是热盐环流就会减速或者住手，其效果就是全球的热量平衡被打破，高纬度区域变的异常严寒；飓风、干旱也会接踵而来……

天气与灾难之间有种难以言说的关联，为什么地球温度逐渐升高，它受哪些因素的影响？人类应该为此卖力吗？

太阳周期

• 幅度：0.1～0.3℃的冷却

  
  

• 时间局限：30～160年的太阳流动低迷相隔几个世纪

每隔11年，太阳的磁场都市翻转，推动太阳变亮或变暗的周期为11年。但这种转变很小，对地球天气的影响可以忽略不计。

太阳周期

更主要的是“大太阳最低值”，已往11000年中太阳流动削减了25次。最近的一个例子是发生在1645年和1715年之间的蒙德极小期（注：蒙德极小期——Maunder minimum，指公元1645～1715年时代太阳流动异常衰微的时期，延续时间长达难以想象的70年，此时也恰好是地球的小冰河期）。

它使太阳能下降了0.04％至0.08％，低于现代平均水平，这是从15世纪到19世纪的一个凉爽时期。科学家们一直以为，蒙德极小期可能是造成"小冰河时代"的缘故原由，但现在仍无定论。

已往半个世纪里，随着地球逐渐变暖，太阳却一直在逐步变暗，因此不能将全球变暖归咎于太阳。

火山硫

• 幅度：约0.6～2℃的冷却

  
  

• 时间局限：1～20年

公元539年或540年，萨尔瓦多的伊洛潘戈湖（Ilopango）火山凶猛发作，其喷发的羽流进入平流层，夏日严寒、干旱、饥荒和瘟疫席卷全球。

1991年菲律宾皮纳图博火山的喷发向平流层注入了硫，使平流层变暗并冷却了约莫15个月

伊洛潘戈湖（Ilopango）火山喷发向平流层注入了反射的硫酸滴，遮蔽了阳光，从而冷却了天气。这种情况下，海冰会增添，将更多的阳光反射回太空，从而放大和延伸全球的冷却。最终引发了延续20年的温度下降2℃。

平流层中的火山硫可能具有损坏性，但在地球历史的伟大局限内，这个损坏性很小且是暂时的。

短期天气颠簸

• 幅度：最高0.15℃

  
  

• 时间局限：2～7年

除了季节性天气模式外，另有其他短周期会影响降雨量和温度。最主要的一次是厄尔尼诺—南方涛动，涉及热带太平洋的环流转变，该转变发生的2～7年内，对北美的降雨量有很大影响。

厄尔尼诺—南方涛动发作？

由于这些周期之间的相互联系，很难证实人类造成的天气转变在统计学上具有显著性，而不仅仅是自然变异的又一次颠簸。但自那时以来，人为的天气转变已经远远超出了天气和季节性温度的自然转变。2017年美国国家天气评估的结论是，“观察纪录中没有令人信服的证据可以注释观察到的天气转变”。

轨道摆动

• 幅度：已往10万年周期内约6℃；因地质时间而异

  
  

• 时间局限：23000年、41000年、100000年、405000年和2400000年定期重叠周期

当太阳，月亮和其他行星改变它们的相对位置时，地球的轨道就会摆动。这些周期性的颠簸称为米兰科维奇循环，它会导致中纬度区域的日照量转变高达25％，并导致天气振荡。

在约莫11700年前的更新世时期，米兰科维奇循环使地球进入冰河时代。当地球的轨道使北部夏日变暖时，北美洲，欧洲和亚洲的大量冰盖融化。当轨道降温到夏日北部时，这些冰盖又重新长了。由于较温暖的海洋消融的二氧化碳较少，因此大气中的二氧化碳水平随着这些轨道的摆动而上升和下降，从而扩大了其影响。

今天，地球正在靠近北方最低的太阳光，因此，若是没有人类二氧化碳的排放，我们将在接下来的

1500年左右进入另一个冰河时代。

地球在其轨道形状中履历周期性的转变，称为“离心率”

旋转轴偏向的转变，称为进动

以及其旋转轴相对于轨道平面倾斜的角度转变

太阳亮度

• 幅度：恒温

  
  

• 时间局限：牢固

只管太阳的亮度会在较短的时间局限内颠簸，但总的来说，它的亮度每一百万年增添0.009％，自45亿年前太阳系降生以来，它的亮度已经增添了48％。

太阳亮度

科学家们以为，太阳的幽暗意味着地球在其存在的前半段保持冻结固体状态。然则，自相矛盾的是，地质学家发现了34亿年前的岩石，这些岩石是在海浪搅动的水中形成的。地球变暖可能是由陆地侵蚀削减、天空晴朗、日间较短和地球富氧大气之前的特殊大气身分相结合造成的。

只管太阳越来越亮，但地球未来的自然条件却得到了统一看法：地球的恒温器可以抵消多余阳光的影响，从而稳固地球的温度。

二氧化碳排放和风化恒温器

• 幅度：抵消其他转变

  
  

• 时间局限：100000年或更长

长期以来，地球天气的主要控制旋钮一直是大气中的二氧化碳含量，由于二氧化碳是一种持久的温室气体，会阻止试图从地球上散发出来的热量。

火山、变质岩和被侵蚀的沉积物中碳的氧化都市向天空散发二氧化碳，而与硅酸盐矿物的化学反映会去除二氧化碳并将其掩埋为石灰石。这些历程之间的平衡起到了恒温器的作用。

当天气变暖时，化学反映可以更有效地去除二氧化碳，从而阻止变暖。当天气变凉时，反映效率降低，从而减缓冷却速率。另外，随着太阳逐渐变亮，平均二氧化碳的含量会逐渐下降，因此理论上说，从长远来看，地球的天气一直保持相对稳固，为人类提供了宜居的环境。

变质岩和被侵蚀的沉积物中碳的氧化都市向天空散发二氧化碳

然而，风化恒温器需要数十万年才能对大气中二氧化碳的转变做出反映。海洋也可以更快地吸收和祛除多余的碳，但同样要花费数千年时间，而且可能不堪重负，导致海洋酸化。

每年燃烧化石燃料所排放的二氧化碳比火山喷发的二氧化碳多100多倍，这对于海洋和风化作用而言太快了，以至于无法中和它，这就是为什么我们的天气在变暖，而我们的海洋在酸化。

板块组织

• 幅度：已往5亿年约莫30℃

  
  

• 时间局限：数百万年

由于地壳运动，重新排列土地可能会将风化恒温器缓慢移至新的位置。

已往5000万年来，地球温度一直在降低，由于板块组织碰撞在温暖湿润的热带区域，推动了玄武岩和火山灰等化学反映性岩石，从而增添了从天空中吸收二氧化碳的反映速率。

此外，在已往的2000万年中，喜马拉雅山、安第斯山脉、阿尔卑斯山和其他山脉的侵蚀速率增添了一倍以上，从而促进了风化。造成制冷趋势的另一个缘故原由是3570万年前南美洲和塔斯马尼亚州从南极洲逐渐消逝，这在南极洲周围引发了新的洋流，促进了海洋环流和消耗二氧化碳的浮游生物；南极洲的冰盖随后大量增添。

板块组织影响天气转变

小行星撞击

• 幅度：约20℃的降温，然后5℃的变暖

  
  

• 时间局限：几百年冷却，十万年变暖

迄今为止，“地球影响数据库”可以识别190个对地球有影响的陨石坑。除了希克苏鲁伯陨石坑——Chicxulub撞击（注：希克苏鲁伯陨石坑的形成，据推测是在6500万年前，与白垩纪—第三纪灭绝事宜的年月相吻合。物理学家Luis Alvarezl与其子—地质学家Luis W. Avarez以为此次灭绝事宜的罪魁即为天体撞击，证据就是全球年月与之对应的地层中皆有薄黏土层，以及于1970年月时，确认该黏土层的铱含量高达重量的6ppb——地球整体地层的铱金属含量仅0.4ppb，但陨石可含有470ppb。陨石撞击造成的灰尘云在全球沉积，便形成铱含量极高的黏土地层）之外，其他对地球天气没有任何显著的影响。

小行星撞击

计算机建模解释，Chicxulub将足够多的灰尘和硫磺吹入高层大气，使阳光变暗并使地球凉爽20℃以上，同时还使海洋酸化。由于蒸发的墨西哥石灰石在大气中发生了二氧化碳，地球花了几个世纪的时间才恢复到撞击前的温度，且在此基础上还增高5℃。

进化和转变

• 幅度：取决于事宜，奥陶纪晚期约莫冷却5℃（4.45亿年前）

  
  

• 时间局限：数百万年

有时，新生命的进化会重置地球的恒温器。例如，约莫30亿年前泛起的光合性蓝藻就最先通过释放氧气使地球转变。随着它们的扩散，氧气最终在24亿年前的大气层中上升，而甲烷和二氧化碳的含量则直线下降，这使地球陷入了2亿年来的一系列“雪球”天气。

物种进化

当最早的陆地植物在奥陶纪2.3亿年后进化时，它们最先形成陆地生物圈，将碳埋在大陆上，并提取突入海洋的陆地养分，也改善了海洋的生命。这些转变可能触发了约莫4.45亿年前最先的冰河时代。厥后，在泥盆纪时期，树木的进化进一步降低了二氧化碳和温度，与山区修建同谋迎来了古生代冰河时代。

大火成岩省

• 幅度：约3～9℃变暖

  
  

• 时间局限：数十万年

大火成岩省（注：大火成岩省——large igneous provinces，指延续的、体积重大的由镁铁质火山岩及伴生的侵入岩所组成的岩浆制作，包罗喷出的大规模溢流玄武岩和岩浆供体大型放射状岩墙群。它们在很大程度上与来自深部的地幔柱流动有关, 是地幔柱岩浆流动的直接产物）导致地球上许多物种大规模灭绝。这些火成事宜释放了大量杀手，包罗酸雨、酸雾、汞中毒和臭氧层损坏，同时通过向大气中倾倒大量甲烷和二氧化碳的速率也比风化恒温器能够处置的更快，使地球变暖。

大火成岩省导致地球上许多物种大规模灭绝

2.52亿年前的二叠纪末事宜（end-Permian event）中，祛除了81％的海洋物种，地下岩浆点燃了西伯利亚煤，使温度升高了5～9℃。较小的古新世—始新世热最大值事宜（The more minor Paleocene-Eocene Thermal Maximum event）发生在5600万年前，它在北大西洋的油层中蒸煮了甲烷并将其汇入天空，使地球变暖了5℃，并使海洋酸化……

人类流动也正在对环境起着类似的影响，数据显示，人类发生的二氧化碳排放量、工业化生产与全球温度升高、天气骤变有着一定的因果关系（注：二氧化碳分子会吸收红外辐射，因此随着二氧化碳分子进入大气层，它们会捕捉越来越多从地球下方辐射的热量）。

我们经常叹息：冬季已往，还没好好感受春天，夏日却已骤忽而至。当夏日已往，秋叶未及清扫，冬季又已悄然而至。每年似乎也总能听到，今年是最热、最冷、最难的一年，原本以为扛过一年能松口气，但没想到一个接一个怪兽扑面而来……

未来若何，近百年的全球古地质考察发现，天气由温暖到严寒的转变存在着显著的温度叠加效应，且未来可能会延续上升。

本文来自民众号：作育（ID：xingshu100），作者： 尹欢欢