地球“小冰河期”是什么样？

"小冰河期"顾名思义指的是相对而言较冷的时期，但是比主要的毁灭大量动植物生命的冰期还是要暖和。历史上的"小冰河期"都导致了地球气温大幅度下降，使全球粮食大幅度减产，由此引发社会剧烈动荡，人口锐减。

地球“小冰河期”是什么样？

2012年2月，据美国媒体报道，一些国际权威气候专家指出，全球气候变暖已经停止，并开始冷化，近来北半球的酷寒只是全球天气变冷的开端，这样的冷天可能会持续20年至30年。英国《每日邮报》因此宣称2012年的寒冬显示"小冰河期来临"。

研究历史

小冰河期始于13世纪，在17世纪达到巅峰，并最终在大约200年前减缓了活动趋势。在它的巅峰时期，北欧一带饥荒肆虐。有人认为挪威和瑞典有一半的人口在饥荒中丧生。与此同时，全球各地冰雪蔓延:埃塞俄比亚的部分地区白雪皑皑，中国的农作物欠收，苏必利尔湖湖面开始结冰。

科学家无法断定小冰河期开始的确切日期，因为欧洲各地气候变冷的时间都不相同;但是，回暖的时间则大致相同。我们可以确定的是，欧洲大部份地区皆经历了数百年的寒冷恶劣的气候。有关小冰河期的相关资料以欧洲地区最齐全，在世界其他地区资料则残缺不全。但是冰河学家发现公元1600年左右，世界各地许多冰河开始向低处延伸，而在过去一百年，世界各地的冰河则明显往高处退缩。虽然尚缺乏颠扑不破的证据，许多资料皆显示小冰河期是一个全球性现象。各种古气候资料证实了这一观点。譬如，中英格兰的温度、加州白山的树木年轮宽度，皆显示气温在13世纪开始下降，一直到19世纪才明显回升。这些资料取自不同地点，估算方法也各自不同，但是都指出小冰河期曾在世界上许多地区发生的事实。

主要危害

小冰河期将导致地球气温大幅度下降，使全球粮食大幅度减产，由此引发社会剧烈动荡，人口锐减。小冰河期的另一特色是天气变异相当大，亦即极端天气发生的频率较高。中英格兰的气象资料显示，在1659-1979年之间，最冷及最热的冬天与夏天多发生在小冰河期。伦敦的泰晤士河河面在1664-1665到1813-1814之间结冻20-22次，伦敦市民甚至在冰冻的河面上举办舞会等活动。此段期间，荷兰的运河也经常结冰。冰雪覆盖的地貌成为常态，也因之成为画家笔下常见的景色。

小冰河期也在中国发生。从竺可桢写的中国气象史的资料中，可以知道中国历史上几次最大规模的社会动乱时期确实和四次小冰河期有密切关系，而不完全是吏治失败引起的。殷商末期到西周初年是第一次小冰河期，东汉末年、三国、西晋是第二次小冰河期，唐末、五代、北宋初是第三次小冰河期，明末清初是第四次小冰河期。当时气温剧降，造成北方干旱，粮食大量减产，形成几十年的社会剧烈动荡和战乱，长期的饥荒是造成战乱无限制扩大的根本原因。前三次"小冰河期"中国人口锐减超过五分之四，明末最后一次人口只锐减一半是得益于美洲传来的抗旱高产作物土豆、玉米和红薯救的命。殷商末年和周初的人口变动缺乏史料记载。东汉末，汉族人口是六千万，几十年饥荒和大战乱后到西晋一统时汉族人口仅剩七百七十万。随后又是八王之乱、五胡乱华，中国南北汉族人口仅存四百万。当时人口锐减是相当惊人的。唐末汉族人口也是六千万，至北宋初期只剩两千万。明末汉族人口一亿二千万，至清初社会安定时剩五千多万，此赖美洲传入的土豆、红薯和玉米等抗旱高产作物以救命。

相关研究

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气候脉动

对有些人来说，小冰河期只是一段历史奇闻--一直温和的世界上的一次偶然的气候波动。而对另一些人来说，小冰河期预示着今天的气候将发生变化的危险。而在过去的3年里，有人又提出了第三种解释。纽约帕利塞兹哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地质观测所的杰勒德·邦德认为，小冰河期是世界气候系统中普遍存在的一种"脉动"的最近征兆。这种大约每1500年出现一次的气候脉动，看起来基本上不受冰河作用(即大约每10万年一次的"大冰河期")的影响。小冰河期的历史可能要比后者长得多。

令人着急的是，这种气候脉动的起源仍然是个谜。地球轨道的摆动被普遍认为是冰河作用的起因，但是没有公认的天文资料能够解释这种新发现的气候循环。不过，一些有趣的说法可能会有助于我们了解未来气候可能出现的变化。

若干年来，研究人员一直在无意间跟踪着行星脉动的踪迹，但他们对其规律却不甚了了，因为他们所"听到"的只是偶然的波动。80年代初，德国一位研究生取得了第一个突破，他发现了现在被称作海因里希活动的现象。

在戈丁根大学学习期间，哈特穆特·海因里希发现在北大西洋海底的沉积物中埋着若干奇怪的岩石碎片层。这些岩石碎片层从加拿大沿海一直延伸到不列颠群岛以西的海域，甚至在南边很远的百慕大海底钻取的沉淀物样本中也发现了它们的存在。碳-14年代测定法检测表明，这些呈带状的岩石碎片层，是1万年前上一次冰河作用结束之前，以大约8000年的时间间隔断断续续地沉积下来的。

奇怪的是这些岩石碎片来自加拿大北部的哈德逊湾地区。它们怎么能往南移动得那么远?海因里希得出的唯一解释是，它们是由从北美主冰原上分离出来的冰山带来的。他说，浩浩荡荡的冰山"舰队"，在最终融化并把所携带的岩石碎片沉到海底之前，肯定往南漂流了几千公里。

90年代初得到的另外一项重要发现，是丹斯加德/厄施格循环，即D/O循环。它指的是同样是在上一次冰河期发生于格陵兰岛上的一系列突然而且巨大的气温变化。哥本哈根大学的维利·丹斯加德在分析格陵兰冰层中氧同位素的组成时发现了这一循环，他发现该地区气温的波动平均至少在2摄氏度以上。

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全球冷化

一些国际权威气候专家指出，全球气候变暖已经停止，并开始冷化(global cooling)，近来北半球的酷寒只是全球天气变冷的开端，这样的冷天可能会持续20至30年。这些科学家的预测是根据他们对太平洋和大西洋海水温度的自然周期分析的推翻了一些已广为接受的气候变暖理论。这些理论宣称，到了2013年夏天，北极圈将完全无冰。根据科罗拉多州美国国家冰雪资料中心的资料，自2007年以来，北极夏天的海冰增加了近106万平方公里，也就是26%，即便是大力倡议防止全球变暖的人士也未反驳这一点。科学家的这项预测也推翻了气候变迁电脑运算模式，这些模式认定自1900年以来的地球变暖完全是人为的温室气体排放所造成，而且只要二氧化碳的浓度增高，就会继续变暖。科学家说，他们的研究显示，大部分的气候变暖是因为过去海洋周期处于"温暖期"，而目前正处于"寒冷期"。

形成原因

这两种周期性活动的重要性，并没有马上被人们认识到:最初看起来，它们都是局限于上一次冰河作用范围内的不同寻常的小规模局部事件。海因里希活动被归因于冰原固有的不稳定性，而D/O循环则被归因于格陵兰岛附近洋流的局部变化。

后来的两个发现改变了这种观点。同样是来自拉蒙特-多尔蒂地质观测所的海洋学家华莱士·布勒歇尔发现，与D/O循环有关的海洋环流变化，是被称为"传送带"的全球海洋环流的一个重要因素。这是一种对于全球热量分配十分重要的机制--相当于地球的温度调节器，因此，它的作用不大可能是局部性的。

于是邦德开始怀疑海因里希活动同D/O循环是有关系的，并且是与其他地方的气候变化--如欧洲和北美冰河的扩张或缩小--同时发生的。他推测它们可能有共同的原因。

为了证实这一点，邦德重新检查了从北大西洋海底钻取的沉积物样本。过去的5年中，他分析了取自大西洋底3个不同地方的沉积物。其中有些是几年以前由拉蒙特-多尔蒂地质观测所的韦玛号科学船从爱尔兰附近的海底和格陵兰岛与冰岛之间的海峡中钻取的，另一些则是邦德自己在纽芬兰附近海域重新钻取的。他仔细研究这些沉淀物样本，寻找过去3万年里的气候信息，这段时间涵盖了上一次冰河期的末期和冰河期之后的全新世--即我们现在所处的被认为是温和平静的时期。

当然，邦德发现了海因里希观察到的每隔8000年出现的岩石碎片。但他还发现了另外一些频繁得多的意外气候变化迹象。沉积物样本都显示了大约每1500年出现一次的层状物，其中包含了两种外来的物质，即被格陵兰和北极斯瓦尔巴群岛的赤铁矿染红的石英和长石颗粒。邦德断定，它们都是被冰摩擦下来，并随着从冰原上分离出的冰山一起往南漂流到北大西洋的。在样本中还有在冰岛历史上不断发生的火山爆发中形成的熔岩速凝体。邦德认为，这些通常散落在冰岛附近海洋里的暗棕色玻质碎片，定期随巨大的冰山队伍漂流到温暖的大西洋水域，最后沉到海底。

海因里希认为，这些冰山"舰队"肯定是大陆冰原不断扩展的结果。冰原扩展到某种不稳定的程度时便开始瓦解。邦德证实了这种说法不足以解释他所发现的每1500年一次的脉动。首先，在冰川期和间冰期，无论是否存在冰原，寒冷期都会以长度相似的间隔出现。其次，来自格陵兰岛和冰岛两地的岩石数量是同时达到高峰的，如果它们是由区域事件决定的，就不大可能出现这种情况。

那么是什么导致了气候变冷的脉动呢?邦德再次分析了从海底钻得的岩芯。在显示冰河迹象的那些岩层中，还含有数量异常庞大的冷水浮游生物遗骸和数量明显稀少的暖水浮游生物遗骸--这表明海水表面温度在低温脉动期间比现在大约要低2摄氏度。至关重要的是，海洋似乎在冰山舰队启航之前大约500年就开始变冷了。看来是海洋温度的降低引发了冰山漂流，而不是相反。

结论似乎是再明显不过了。快速的气候变化不断出现于冰川期和冰川期之后的时期--直到最近，科学家还认为冰川期之后的时期是风平浪静的。此外，这些以脉动形式出现的快速的气候变化，并未因为上一次冰河期的结束而改变。脉动几乎是定期出现的--当然不会像音乐节拍器那样按部就班。邦德说，脉动的间隔会有差异，从1300年到1800年不等。但这种脉动是可以辨别的，就像人的心跳加速或变缓是可以辨别的一样。邦德说，这种脉动"决定了气候变化的速度"。

这样的脉动已成为历史，抑或仍将是以后气候变化的一部分。邦德1998年在纽芬兰附近海底钻取的新岩芯首次表明，小冰河时期的海底沉积物中含有这种脉动的所有特征。火山熔岩速凝体层、被赤铁矿染红的岩石层和冷水浮游生物层都出现在相应的位置上。因为小冰河时期一直延续到19世纪初，所以有人认为20世纪气候变暖是地球逐渐从寒冷时期恢复的证据。难怪布勒歇尔说，理解人类在全球变暖趋势中所起作用的关键"也许在于解开小冰河时期终止之谜"。

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相关推论

是什么造成了神秘的脉动?大多数研究者认为，重要的线索在于海洋环流以及海洋与大气的密切关系。海洋与大气关系的关键是北大西洋，即出现冰山舰队的地区。向北的墨西哥湾流就是在该地区停止向前，并降温结冰的。冰冷的、含盐量逐渐增加的海水下沉至海底，使被称为"传送带"的全球海洋环流中的慢速系统得到维持。布勒歇尔称这种环流系统为我们气候的"阿喀琉斯之踵"。

邦德说，"传送带"自发的内在摆动可能会导致大气的脉动。但是越来越多的人推测可能存在着外部力量的作用。这种外部力量可能是到达地球的太阳射线的变化，或者正如最近出现的引人入胜的理论认为的那样，可能是对地球潮汐产生影响的宇宙引力。

研究气候的美国科学家查尔斯·基林早些时候指出了有关海水潮汐的值得注意的东西。他发现地球、月球和太阳排列的不断变化改变着潮汐的大小，这些变化的发生频率与邦德发现的气候周期的频率基本一致。基林同时提出了原因。他说，强烈的潮汐加强了海水在垂直方向的混合，把海底冰冷的海水带到海面，从而降低了上空大气的温度。

基林计算出上次潮汐强度出现峰值大约是在1425年--这恰巧也是小冰河期的高峰时期。这种令人吃惊的说法引起了邦德的注意，他说这种说法至少与其他的说法"一样有道理"。

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产生后果

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太阳休眠

科学家警告称，地球气候正在朝向"迷你冰河时代"发展。最新一项研究显示未来太阳活动周期将发生异常，2020-2030年之间的太阳活动周期将彼此抵消，从而产生一种现象--"太阳活动极小期"。该现象曾出现在1646-1715年，当时被称为"迷你冰河时期"，甚至导致伦敦泰晤士河水冻结。第26太阳活动周期将覆盖2030-2040年，两个能量波将恰好不同步，使太阳活动周期显著减弱。瓦伦蒂娜教授说:"在第26太阳活动周期中，两个能量波将彼此镜像，在同一时间达到峰值，但它们位于太阳不同的两个半球。这种交互作用将彼此抵消，我们预测这一时期将出现'太阳活动极小期'。"[1]

一、太阳活动≠太阳辐射

查看《每日邮报》的报道原文，他们称这个报道的依据是英国国家天文学年会上的一项研究成果。然而，阅读了英国2015年国家天文学会议的官方新闻后可以看出，"气温下降"、"小冰河期"其实来源于记者自己的推测和演绎。他们所报道的Valentina Zharkova教授的研究结果，的确认为太阳活动将在2030年下降60%。但是，太阳活动和给予地球光和热的太阳辐射并不是一个概念。实际上，太阳活动对太阳辐射的总能量影响非常有限，仅仅在0.1%左右。

太阳活动(Solar Activity)，指的是太阳大气中爆发性现象的活跃程度。太阳活动程度高时，太阳耀斑、日冕物质抛射等现象就更频繁，产生更多的太阳风暴。太阳黑子是太阳光球表面的强磁场区域，从太阳黑子发出的磁场会在太阳大气中形成复杂的磁场结构，为太阳活动提供动力和能源。因此，我们用太阳在同一时刻的黑子总数来表征太阳活动的强弱程度。累积的观测资料表明，太阳上的黑子数存在11年的周期性变化，在11年中，太阳黑子会先变多，再变少，最终回到和一开始相似的数量。

二、太阳辐射相当稳定

一般来说，在11周期里太阳活动最高的年份，可能在一天内连续产生多个太阳风暴。然而，日常经验告诉我们，太阳并没有在某一天因为太阳风暴的发生而忽明忽暗，每年四季的温度也都相差不大。太空飞船的观测表明，在地球大气层外接收到的太阳辐射相当稳定，总在1366W/m^2左右。虽然它会随着太阳活动变化，但太阳活动高年的总辐射量比太阳活动低年仅高出0.1%。要感受到这样微小的变化，太空飞船上测量这个量的仪器都必须进行特殊设计。有研究者用模型重建历史数据后，发现即使在1646-1715年的"小冰河期"，太阳的总辐射量不过降低到了1360.0W/m^2,仅比现代平均值低0.4%。

太阳活动的变化无法引起太阳辐射量较大的变化，是因为太阳给予我们的能量，主要集中在波长较长的可见光和红外波段。而太阳活动增强时，辐射增强的主要是波长较短的X射线、极紫外和紫外波段。它们在太阳辐射的能量中所占的比重较低。

太阳辐射的微小变化，能对地球的气候产生多大影响?

部分学者认为，太阳活动增强或减弱时，极紫外波段的辐射能量变化会对高层大气的对流产生影响，从而"四两拨千斤"式的影响整个地球的气候。美国学者的一项研究发现，太阳在11年活动期里0.1%的辐射变化所产生的影响在太平洋地球的气候系统中被放大了。然而，学界对这个问题并没有达成共识，太阳辐射变化对全球气候变化的影响依然处于激烈争论的状态。对于太阳活动的蒙德尔极小期和地球气候的小冰河期之间联系的研究，也停留在推测机制的阶段，没有找到确切的因果关系。然而不管这些研究的结论怎样，Valentina Zharkova教授的研究成果并没有说太阳会休眠，也没有关于冰河期的预言。[2]

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全球极寒

2012年1月以来，欧洲寒冷天气影响范围不断扩大。除了乌克兰、波兰及保加利亚等东欧国家情况严峻外，意大利、法国亦相继受冷锋侵袭。过去一周，欧洲地区因寒流死亡的人数已超过223人。此外，日本雪灾迄今夺去至少63人死亡，韩国首尔低见摄氏零下17度，是55年来最低纪录。

欧洲成严寒重灾区

乌克兰在此次寒流中受损最严重，官方消息称，一周以来，乌克兰因严寒死亡人数已上升至101人，其中64人死于街头。另有约有1600人因冻伤和体温过低而就医，数千人蜂拥至临时避难所。

波兰部分地区气温低至零下35摄氏度。该国警方透露，在过去的24小时，又有8人死于严寒天气，使波兰全国因严寒丧生人数上升至37人。

俄罗斯莫斯科市卫生局称，2012年年初以来莫斯科约有200人因受冻体温过低和冻伤到医院就医，其中5人被冻死。

在塞尔维亚的山村，数千人因暴风雪被困。意大利水城威尼斯的气温也已降至零下5摄氏度，运河已开始结冰。全欧洲地区夜间最低温为零下38.1摄氏度，出现在捷克西南部。

保加利亚首都索菲亚有自动柜员机因低温失灵，居民发现纸币结冰。

意大利中北部的公路、铁路及机场受大雪影响，服务受阻，数百名乘客被困火车内过夜，气象部门表示当地经历27年来最寒冷冬天，一名婴儿及一名长者冻死。法国28个省份发出"严寒"橙色警告，部分地区昨晚气温降至零下14度。

另外，法国也报告了该国首例因严寒死亡者，为一名82岁的老人。

由于多瑙河部分结冰，欧洲多个国家要把货轮驶至较远的港口。