作者:彭科峰 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2017/7/29 11:36:41
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毛克彪:应以大数据思维建立综合气候变化模型

毛克彪

 

在过去30年中, 为进一步认识全球变化的机制、减轻气候变暖不利影响,科研人员做了许多研究。IPCC 第四次评估报告(AR4)指出, 全球变暖主要是人为排放二氧化碳等造成的,为此全球多次召开气候变化会议,制定了相关减排措施和政策。

“ 大气中的二氧化碳浓度增加,地球温度应该持续增加。但我们利用全球中分辨率成像光谱仪(MODIS)地表温度产品数据进行了统计分析,发现全球地表温度并没有随二氧化碳的增加而持续升高,而是波动变化。这说明地球温度变化不是由二氧化碳决定和左右的,至少可以说明二氧化碳不是起主要作用”,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员毛克彪告诉记者。

那么,如果二氧化碳和水汽不是决定地球温度变化的因素,到底是什么因素在起作用呢?毛克彪提出了自己的观点“地球温度变化主要是由地球在天体运行轨道中的位置决定,地球系统温度具备自我调节能力”。目前,他的相关论文已经正式发表于《高技术通讯》。(毛克彪等,全球气候和生态系统变化与星体轨道位置变化关系研究,高技术通讯,2016,10,890-899)

地球气候变化或由星体运行轨道位置决定

毛克彪主要从事农业大数据、农业遥感和气候变化等方面的研究。近来,他又获得中国农业科学院-青年科技创新奖、中国农业科学院建院60周年卓越奉献奖,并被授予“全国优秀科技工作者”称号。

他认为,全球二氧化碳浓度呈上升趋势,全球平均水汽年变化呈下降趋势,但全球平均温度呈现波动变化。说明水汽和其它气体变化部分抵消了二氧化碳温室效应的影响,地球能够通过调节大气水汽、云空间变化和其它气体成分变化或者火山喷发释放气溶胶到大气中等形式实现温度自我调节,地球的气候变化-生态系统变化是由其在太阳系所处的能级决定。

毛克彪认为,目前学界做的绝大多数研究是系统内的研究,但考虑星体运行轨道的系统外研究可能更重要。地球的磁场变化是由其本身在天体中运行的轨道位置所决定,如果把太阳比做原子核,那么地球只是围绕太阳转的一个的电子。磁场或者引力场变化驱动云、大气中水汽和地壳岩浆异常运动,破坏了平衡导致自然灾害(比如台风和大范围降雪以及地震等)发生。这一结论可以从灾害周期性发生得到,因为天体也是周期性运转。比如月亮围绕地球转,地球围绕太阳转,太阳围绕银河系转,银河系又围绕另外一个更大的天体系统在转。这些不同级别的天体在不同的体系里都有各自的周期表现:对于地球围绕太阳这个级别系统而言,地球表现为春夏秋冬周期性发生;对于太阳围绕银河性这个级别的周期系统而言,地球表现为大的冰川期、大暖期及中间过渡期等交替出现,地球围绕太阳的角色跟月亮围绕地球相似。这点可以从太阳黑子周期性地出现来得到证实,因为太阳很可能受另外一个更高级的系统影响,跟地球一年四季变化相似,而且太阳黑子也是对地球的辐射影响产生周期性影响。对于更高级别和更长的周期,人类可能还没有记录,还需要进一步研究和观测。

“根据我们的研究,气候变化基本上可以断定,地球本身有一个调节系统,人类在这个系统里面有一定的干扰作用,但比起地球外的大系统而言,人类的作用几乎可以忽略。大的气候变化周期是由行星的运行周期和所处的轨道位置决定。太阳系中行星位置微小的变化引起的引力场和磁场的变化对地球产生非常大的影响,周期甚至是上百年上千年”,毛克彪说。

应当利用大数据思维建立相关模型

通过天体运行轨道和全球温度等数据分析,毛克彪等首次提出地球温度变化主要由地球在太阳系中的轨道能级位置决定,气象(天气)和生态系统大尺度时空变化是地球内部系统为适应天体运行(太阳系和银河系)轨道位置变化的主要内在调节形式的理论;通过建立太阳系围绕银河系的运行简单模型图,提出地球磁场逆转或者大的变化主要是由于太阳和其它星体运行轨道位置临界点转换而形成,地球等星体运行轨道呈椭圆形主要是由于太阳同时也在运动造成;地球各板块运动、地球上不同时期各种生物的出现、迁移和消失是由天体运行轨道位置决定。在此基础上首次提出了建立以开普勒定律和万有引力定律以及广义相对论为基础研究全球气候变化和生态系统理论。

毛克彪表示,太阳和银河系中所有的星体在运行过程中都在做自我调整。地球每天的天气(气象)和长时间的气候变化都是一种天文现象,全球变化只是地球在太阳系运动过程中的自我调节过程中表现形式。地球的春夏秋冬气候变化就是地球在围绕太阳公转过程中处于轨道不同位置决定的,在传统气候变化研究中已经无意识地考虑了轨道位置对气候变化的影响。系统外(轨道位置)的变化决定了系统内(地球)气候和生态系统变化。星球之间的距离变化导致引力场和磁场变化,从而影响了太阳辐射变化,地球在太阳系中所处的能级轨道发生变化。

“地球的引力场和磁场变化是由其本身在天体中运行的轨道所决定的。极端气候变化事件很可能是由于其它行星或者天体靠近或者远离导致磁场和引力场发生变化引起的,特别是那些突然受某种外力作用,比如彗星等星体脱离原来的运行轨道,或者由于运行轨道所需要的能量进行能级跃迁释放或吸收能量等。地球上的各种物质密度不一样,引力和磁场变化引起地球系统局部变化不一致,进一步驱动云和大气中水汽,洋流以及地壳岩浆运动,极端情况下破坏平衡导致发生自然灾害”,毛克彪介绍,经过长期的研究,他们为此提出以大数据思维建立综合气候变化模型,以开普勒三定律、万有引力定律及广义相对论为基础建立一个以太阳或者银河系为中心的引力和磁场变化模型,模拟各星体轨道位置变化过程中磁场和引力方向变化以及太阳辐射变化怎样驱动地球大气水汽(云)、洋流运动和岩浆运动等引起每天不同的天气变化,特别是模拟星体轨道位置变化导致引力场和磁场方向突变引起地震和火山喷发,从而更加准确地预报重大自然灾害。

未来的气候变化研究需要多领域合力

“由于星体运行周期长,人类缺乏观测数据和观测技术,因而可利用地球极端气候周期变化反推天体运动规律和发现新的天体,用大数据思维在考虑星体轨道位置变化的基础上建立复杂气候变化和生态物种演化时空模型,是未来地学等领域研究的趋势”,毛克彪说,这一理论思想的提出为空间气候变化和生态系统模型研究开辟了新的研究途径和新的学科研究方向,对空间气候变化和灾害预测以及生态物种时空演化等研究具有突破性的重大意义。

“未来的气候变化研究需要多个领域专家一起合作建立以太阳系或者银河系为中心的天气引力变化模型,在此基础上进一步模拟天体引力变化怎么样驱动地球大气、洋流运动,以及地震和火山喷发,从而预测灾害发生”,毛克彪说。

 
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