鐘萃相

摘 要：許多科學(xué)家都懷疑溫室氣體的排放是全球變暖的主要因素，他們認(rèn)為自然驅(qū)動(dòng)才是全球氣候變化的主要因素，但他們并未找出具有說服力的自然驅(qū)動(dòng)力。于是作者研究了各種可能引起氣候變化的自然驅(qū)動(dòng)力， 發(fā)現(xiàn)火山活動(dòng)能改變地球的軌道，因而是引起氣候明顯變化的關(guān)鍵因素。其中主要推導(dǎo)了火山噴發(fā)改變地球轉(zhuǎn)速的公式以及地球變速引起地球變軌的公式。根據(jù)這些公式，通過計(jì)算機(jī)的高精度計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)一定規(guī)模的火山噴發(fā)確實(shí)能使地球變軌，從而使全球變冷或變暖，甚至進(jìn)入冰期或間冰期。因此，解決了氣候變暖以及冰期與間冰期交替的成因問題，并找出了相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：全球氣候變化 火山活動(dòng) 地球變軌 冰期 間冰期 原因 對策

中圖分類號：N3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）10（b）-0117-05

在過去的一個(gè)世紀(jì)里全球氣候發(fā)生了明顯變化。地球表面平均氣溫升高了0.8 ?C（或1.4 ?F），其中升高的2/3是發(fā)生在1980年以后。全球變暖產(chǎn)生了一系列嚴(yán)重后果，如冰川消退、海平面上升、降水量重新分配、沙漠?dāng)U展等，并對人類及全球生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了顯著影響，包括由于作物產(chǎn)量減少造成的食物緊缺的威脅以及由于洪水淹沒造成的居民住房的損失[12]。全球氣候的變暖及其嚴(yán)重后果引起了許多人的關(guān)注，而且對于如何應(yīng)對氣候的變暖，引起了全球廣泛的政治爭論、公開辯論以及各種學(xué)術(shù)研究[15]。

為了有效地應(yīng)對全球氣候的變化，首先必須弄清楚全球氣候變化的原因，然后再找出有效的對策。氣候的變暖已經(jīng)確定無疑，且許多人認(rèn)為這主要是由于人類燃燒化石燃料、砍伐森林等活動(dòng)造成的。但是，科學(xué)界對此結(jié)論仍有爭議，以非政府間國際氣候變化專門委員會（NIPCC）為代表的許多專家用大量的證據(jù)駁斥了這一觀點(diǎn)[5-6]，并認(rèn)為自然驅(qū)動(dòng)是全球氣候變化的主要因素，但他們并沒有找出具有說服力的自然驅(qū)動(dòng)力。于是，作者研究了各種可能引起氣候變化的自然驅(qū)動(dòng)力，發(fā)現(xiàn)火山活動(dòng)能改變地球的軌道，因而是引起氣候明顯變化的關(guān)鍵因素。

1 氣候變化的原因

根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果可知，能影響氣候變化的因素主要有。

（1） 地球軌道的變化：地球軌道的微小變化就能改變陽光在地球表面上的季節(jié)性分布和地理性分布。地球軌道的變化對氣候的變化影響較大，而且與冰期和間冰期顯著相關(guān)[4]。

（2）太陽輻射：自1978年以來，人們已用衛(wèi)星精確地測量了太陽輻射。這些測量表明自1978年以來太陽輻射并未增加，所以在過去30年中，氣候變暖不能歸因于太陽輻射的增加[11]。

（3）火山活動(dòng)：火山噴發(fā)可釋放氣體和微粒到大氣層中，從而能在一定時(shí)空范圍內(nèi)影響氣候的變化[13]。

（4）磁場的強(qiáng)度和海洋的變化：一些近來的分析顯示全球氣候的變化還與磁場的強(qiáng)度[2]和海洋的變化[1]有一定的關(guān)系。

（5）人類的影響：有人認(rèn)為氣候變化在很大程度上是由于人類活動(dòng)造成的。在這些人類因素中最值得關(guān)注的是燃燒化石燃料所排放的CO2 濃度的提高[9]，其次是制造水泥所產(chǎn)生的飄塵的增多，此外還有土地利用、臭氧層破壞、畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)、森林砍伐等都會對氣候有不同程度的影響，并成為氣候變化的因素。

可見目前有些人偏向于認(rèn)為溫室氣體是全球變暖的主因，但許多科學(xué)家仍然持懷疑態(tài)度。IPCC的第4次評估報(bào)告AR4也承認(rèn)全球增溫研究存在許多不確定因素，許多預(yù)測沒有給出定量判斷的科學(xué)依據(jù)[5-7]。2007年成立的非政府間國際氣候變化專門委員會（NIPCC）就針對AR4進(jìn)行了逐條反駁，認(rèn)為自然驅(qū)動(dòng)是全球氣候變化的主要因素[16]。許多學(xué)者也研究發(fā)現(xiàn)火山活動(dòng)是影響氣候變化的重要因素，火山噴發(fā)所導(dǎo)致的氣候變化在一定程度上能超過溫室氣體對氣候變化產(chǎn)生的影響[13]。他們的論據(jù)是：火山噴發(fā)可釋放大量氣體和微粒到大氣層中，這些氣體和微?？梢宰钃跆栞椛涞竭_(dá)地球表面，從而導(dǎo)致在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)地球氣候變冷。他們常舉的例子有：1991年的皮納圖博火山（Mount Pinatubo）的噴發(fā)[3]，實(shí)質(zhì)性地影響了全球氣候，使全球氣溫降低了大約0.5 ?C（0.9 ?F）；1815年的坦博拉火山（Mount Tambora）噴發(fā)[8]導(dǎo)致了無夏之年；但被稱為“大火成巖省”的大得多的火山噴發(fā)每隔億年才出現(xiàn)幾次，可能造成全球變暖和大規(guī)模的物種滅絕[10]?？梢?，他們還不能確定火山爆發(fā)到底是使地球變暖還是變冷，還沒有找到火山爆發(fā)改變地球氣候的真正原因。

事實(shí)上，作者近來的研究發(fā)現(xiàn)巨大火山爆發(fā)改變氣候的主要原因是這些火山噴發(fā)能夠改變地球公轉(zhuǎn)的速度，從而改變地球的軌道，最終導(dǎo)致全球氣候變冷或變暖甚至出現(xiàn)冰期或間冰期。這一理論可以分述如下。

推廣“衛(wèi)星變軌原理”[14]得到地球變軌的計(jì)算模型，并推導(dǎo)出地球變速引起地球變軌的公式。

其中又可分兩種情形來討論。

①地球增速引起地球軌道擴(kuò)大。

假設(shè)太陽的質(zhì)量為Ms，地球的質(zhì)量為M，地球原先在半徑為r1的圓形軌道1上繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖1所示，則速度V1=。

若地球在A點(diǎn)受到推力作用得到加速，則由于太陽對地球的萬有引力小于地球以加速后的速度繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，從而做離心運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入橢圓軌道。故假設(shè)地球在A點(diǎn)的速度由V1增大到VA2 時(shí)，地球可進(jìn)入近日點(diǎn)距太陽中心為r1，遠(yuǎn)日點(diǎn)距太陽中心為r2的橢圓軌道2，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，地球從近日點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)日點(diǎn)B時(shí)應(yīng)有

MVA22=MVB2+ΔEp （1）

ΔEp=（2）

又由開普勒第二定律可知

VA22△t·r1=VBΔt·r2 （3）

由式（1）～（3）可求出

VA2==V1

（4）

類似地，欲使地球從半徑為r1的圓形軌道進(jìn)入近日點(diǎn)距太陽中心為r1，遠(yuǎn)日點(diǎn)距太陽中心為r3的橢圓軌道3，則地球在A點(diǎn)的速度應(yīng)由V0增大到VA3 ，其endprint

VA2=·=V1

（5）

由（4）～（5）式可求

VA3=··VA2=

VA2 （6）

VA3-VA2=（-1）·VA2 （7）

這意味著若在橢圓軌道2的近日點(diǎn)A地球的公轉(zhuǎn)速度由VA2增加至VA3，則地球可從橢圓軌道2變軌到橢圓軌道3。

當(dāng)今地球處于間冰期，它運(yùn)行在一個(gè)橢圓軌道上，近日點(diǎn)距離r1=147098074000 m，遠(yuǎn)日點(diǎn)距離r2=152097701000 m，近日點(diǎn)處的公轉(zhuǎn)速度VA2=30287m/s。根據(jù)公式（7），用計(jì)算機(jī)可算出，欲使地球從現(xiàn)有的橢圓軌道變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離r3=r2+0.020的橢圓軌道，地球在近日點(diǎn)的公轉(zhuǎn)速度應(yīng)增加9.75134e-10 m/s。

一般地，如下圖3（a）所示，對于橢圓軌道2上的任一點(diǎn)D，假設(shè)D與太陽之間的距離為r4，地球在D點(diǎn)的線速度為VD，則由開普勒第二定律可知

VA2·r1=VD·r4 （8）

假設(shè)地球在D點(diǎn)受到推力作用得到加速，使VD變?yōu)閂4，能使地球變軌到更大的橢圓軌道4。如果該橢圓軌道的近日點(diǎn)距離不變，則其遠(yuǎn)日點(diǎn)距離必增加。假設(shè)當(dāng)?shù)厍蛟谲壍? 的A點(diǎn)由速度VA2增大到VA4 時(shí)，地球也可進(jìn)入軌道4，則

VA4·r1=V4·r4 （9）

由式（8）和（9）可得

VA-VA2=（V4-VD） （10）

V-VD=（VA4-VA2） （11）

即如果地球在軌道2 的A點(diǎn)發(fā)生ΔV的增速能使地球軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加，則地球在軌道2的D點(diǎn)只需發(fā)生ΔV（<1）的增速就可以使地球軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn)距離具有同樣的增幅。由于D的任意性，可見由于地球增速引起地球軌道擴(kuò)大的概率是很大的。

類似地，如圖3（b）所示，對于從遠(yuǎn)日點(diǎn)B出發(fā)駛向近日點(diǎn)E的半橢圓軌道2上的任一點(diǎn)D，如果地球在D點(diǎn)受到推力作用而被加速，則能使地球變軌到近日點(diǎn)距離增加的橢圓軌道4。

②地球減速引起地球軌道縮小。

如前面圖2所示，欲使地球從橢圓軌道3變軌到橢圓軌道2就應(yīng)該使地球在A點(diǎn)的速度VA3減少至VA2，由式（6）可得

VA3-VA=（1-）·VA3 （12）

即地球的公轉(zhuǎn)速度VA3應(yīng)減少（1-）·VA3 便可使地球從軌道3變軌到軌道2。

當(dāng)今地球運(yùn)行在一個(gè)橢圓軌道上，近日點(diǎn)距離r1=147098074000 m，遠(yuǎn)日點(diǎn)距離r2=152097701000 m，近日點(diǎn)處的公轉(zhuǎn)速度VA2=30287 m/s。欲使地球從現(xiàn)有的橢圓軌道變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離r3=r2-0.02的橢圓軌道，地球在近日點(diǎn)的公轉(zhuǎn)速度應(yīng)減少9.78497e-10 m/s。

一般地，如下圖4（a）所示，對于從近日點(diǎn)A出發(fā)駛向遠(yuǎn)日點(diǎn)的半橢圓軌道4上的任一點(diǎn)D，假設(shè)地球在點(diǎn)A的線速度為VA4，D與太陽之間的距離為r4，地球在D點(diǎn)的線速度為VD，則由開普勒第二定律可知

VA4·r1=VD·r4 （13）

如果地球在D點(diǎn)受到反向推力作用被減速，使VD變?yōu)閂2，能使地球變軌到更小的橢圓軌道2。由于該橢圓軌道的近日點(diǎn)距離不變，則其遠(yuǎn)日點(diǎn)距離必縮短。假設(shè)當(dāng)?shù)厍蛟谲壍?的A點(diǎn)由速度VA4減小到VA2 時(shí)，地球也可進(jìn)入軌道2，則

VA2·r1=V2·r4 （14）

由式（13）和式（14）可得

VA4-VA2=（VD-V2） （15）

VD-V2=（VA4-VA2） （16）

即如果地球在軌道4的A點(diǎn)發(fā)生ΔV的減速能使地球變軌到更小的橢圓軌道2，則地球在軌道4的D點(diǎn)只需產(chǎn)生ΔV（<1）的減速就可以使地球變軌到更小的橢圓軌道2。由于D的任意性，可見由于地球減速引起地球軌道縮小的概率是很大的。

類似地，如上圖4（b）所示，對于從遠(yuǎn)日點(diǎn)B出發(fā)駛向近日點(diǎn)E的半橢圓軌道4上的任一點(diǎn)D，如果地球在D點(diǎn)受到反向推力作用而被減速，則能使地球變軌到近日點(diǎn)距離縮短的橢圓軌道2。

（2）推廣“火箭飛行原理”得到地球火山噴發(fā)改變地球轉(zhuǎn)速的計(jì)算模型，并推導(dǎo)出火山噴發(fā)改變地球轉(zhuǎn)速的公式。

這也可分兩種情形來討論。

①火山噴發(fā)降低地球公轉(zhuǎn)速度。

如圖2和圖5所示，在地球繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中，當(dāng)?shù)厍蛏嫌谢鹕娇诔c地球公轉(zhuǎn)切線方向相同的方向連續(xù)不斷地噴出大量的高速氣體及其他火山物質(zhì)時(shí)，可使地球受到與公轉(zhuǎn)方向相反的作用力，從而使公轉(zhuǎn)速度降低。因此，可參考火箭飛行原理[17]來計(jì)算地球公轉(zhuǎn)切向速度負(fù)增量。

設(shè)在某一瞬時(shí)t，地球質(zhì)量為M，速度為v，在其后t到t+dt時(shí)間內(nèi)，地球噴出了質(zhì)量為dm的物質(zhì)，這些物質(zhì)噴離地球的速度為u，使地球的速度增量為dv，所以在時(shí)刻t+dt，地球的質(zhì)量為M+dM，速度為v+dv，噴出物質(zhì)的質(zhì)量為dm（當(dāng)dt很小時(shí)，比如當(dāng)dt≤1 s時(shí)，可以認(rèn)為這些物質(zhì)此刻飛行在空中），速度為（v+dv+u）.由于地球在繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中所受的外力僅有太陽對地球的引力和地球繞太陽旋轉(zhuǎn)的離心力，兩個(gè)力互相抵消，使外部合力為0，因此根據(jù)動(dòng)量守恒定理有

Mv=[M+dM]（v+dv）+dm（v+dv+u）]

注意到dM=-dm，上式可化簡為

dv=u*dM/M

設(shè)在某一時(shí)刻ti，地球的質(zhì)量為Mi，公轉(zhuǎn)速度為vi，在其后ti到tj時(shí)間內(nèi)地球噴出了一些物質(zhì)，到了時(shí)刻tj，地球剩余質(zhì)量為Mj，公轉(zhuǎn)速度變?yōu)関j，則對上式積分可得：

=u

vj-vi=-uln（Mi/Mj）

設(shè)地球原有質(zhì)量與第1s火山噴發(fā)后剩余質(zhì)量比為N1，地球剩余質(zhì)量（包括落回物質(zhì)的質(zhì)量）與第2 s火山噴發(fā)后剩余質(zhì)量比為N2，···，以此類推。設(shè)火山噴發(fā)前地球原有速度為v0，第i秒火山噴發(fā)射出物質(zhì)的速度為ui，第i秒火山噴發(fā)后地球獲得的速度為vi， 則endprint

v1-v0=-u1ln（N1）

v2-v1=-u2ln（N2）

v3-v2=-u3ln（N3）

vk-vk-1=-ukln（Nk）

一般可認(rèn)為u1=u2=···=uk=u且N1= N2=···=Nk=N（其中u>0，N>0），于是

vk-v0=-kuln（N）

在計(jì)算火山活動(dòng)時(shí)，應(yīng)該參照統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在世界上約有1500座活火山，其中每年有50～80個(gè)火山會噴發(fā)。歷史上著名的維蘇威火山持續(xù)噴發(fā)了10多個(gè)小時(shí)，每秒能噴出1.54321萬t碎石、熔巖、灰燼和氣體。被人們譽(yù)為“地中海燈塔”的意大利斯通博利火山幾乎連續(xù)噴發(fā)了至少100年之久。武爾卡諾式火山噴發(fā)能將各種物質(zhì)以超過350 m/s的速度拋射到幾千米之上的空中。旅行者1號發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)一上的火山噴射速度也可達(dá)1000 m/s。地球上還有許多猛烈的火山噴發(fā)能將火山灰、巖石碎屑噴射到幾十公里以上的高空，形成遮天蔽日并環(huán)繞地球旋轉(zhuǎn)的“火山云”，月球就是由這種“火山云”凝聚而成的?？梢姡行┗鹕絿娚湮镔|(zhì)的速度可達(dá)第一宇宙速度（7.9 km/s）以上的速度。

火山噴發(fā)還與時(shí)間有關(guān)系。由于凌晨氣溫低，凌晨下雨的概率一般高于白天其他時(shí)間下雨的概率。如果某一天地球上有些火山口在凌晨6：00左右連續(xù)噴發(fā)了4 h，則在這個(gè)時(shí)間段的火山噴射方向差不多與地球公轉(zhuǎn)方向相同，使地球受到與公轉(zhuǎn)方向相反的阻力，從而使地球公轉(zhuǎn)速度降低。假設(shè)這些火山每秒噴物總量為1.54321e9 kg（相當(dāng)于一個(gè)維蘇威火山口每秒的噴發(fā)量），而且火山噴射物質(zhì)的速度為350 m/s，則經(jīng)過4個(gè)小時(shí)的連續(xù)噴發(fā)，可使地球公轉(zhuǎn)減速9.75134e-10 m/s。這個(gè)減速可以使地球變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離縮短0.02 m的軌道上。

正如（1）中公式（15）和（16）所表明的那樣，在從近日點(diǎn)出發(fā)駛向遠(yuǎn)日點(diǎn)的半橢圓軌道上的任一點(diǎn)D發(fā)生同樣規(guī)模的火山噴發(fā)都能使地球獲得差不多相同的減速效果，因而可使地球發(fā)生差不多相同規(guī)模的變軌。由于地球上每年都有幾十座活火山噴發(fā)，因此在這條漫長的軌道上發(fā)生上50次這樣的變軌的概率是很大的，所以一年之內(nèi)因地球變軌使遠(yuǎn)日點(diǎn)距離縮短1 m是很自然的。假設(shè)在歷時(shí)一百年的過程中，平均每年地球變軌使遠(yuǎn)日點(diǎn)距離縮短1 m，則在一百年中地球遠(yuǎn)日點(diǎn)距離可縮短100 m。同理，地球近日點(diǎn)距離也可能縮短100 m。因而地球氣溫上升0.8 ℃也就不足為怪了。

下表1還列出了用計(jì)算機(jī)算出的多種不同規(guī)模的火山噴發(fā)可引起的地球縮軌數(shù)據(jù)。

②逆向火山噴發(fā)提高地球公轉(zhuǎn)速度。

如前面圖1和圖6所示，在地球繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中，當(dāng)?shù)厍蛏嫌谢鹕娇诔c地球公轉(zhuǎn)切線方向相反的方向連續(xù)不斷地噴出大量的高速氣體及其他火山物質(zhì)時(shí)，可使地球獲得巨大的動(dòng)量，提高公轉(zhuǎn)切向速度。因此，可參考火箭飛行原理來計(jì)算地球公轉(zhuǎn)切向速度的增量。

設(shè)太陽的質(zhì)量為Ms，在某一瞬時(shí)t，地球質(zhì)量為M，速度為v，在其后t到t+dt時(shí)間內(nèi)，地球噴出了質(zhì)量為dm的物質(zhì)，這些物質(zhì)噴離地球的速度為u，使地球的速度增加了dv，所以在時(shí)刻t+dt，地球的質(zhì)量為M+dM，速度為v+dv，噴出物質(zhì)的質(zhì)量為dm（當(dāng)dt很小時(shí)，比如當(dāng)dt≤1秒時(shí)，可以認(rèn)為這些物質(zhì)此刻飛行在空中），速度為（v+dv-u）.由于地球在繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中所受的外力僅有太陽對地球的引力和地球繞太陽旋轉(zhuǎn)的離心力，兩個(gè)力相互抵消，使外部合力為0， 因此根據(jù)動(dòng)量守恒定理有

Mv=[M+dM]（v+dv）+dm（v+dv-u）]

注意到dM=-dm，上式可化簡為

dv=-u*dM/M

設(shè)在某一時(shí)刻ti，地球的質(zhì)量為Mi，公轉(zhuǎn)速度為vi，在其后ti到tj時(shí)間內(nèi)地球噴出了一些物質(zhì)，到了時(shí)刻tj，地球剩余質(zhì)量為Mj，公轉(zhuǎn)速度變?yōu)関j，則對上式積分可得：

d=-ud

vj-vi=uln（Mi/Mj）

設(shè)地球原有質(zhì)量與第1秒火山噴發(fā)后剩余質(zhì)量比為N1，地球剩余質(zhì)量（包括落回物質(zhì)的質(zhì)量）與第2秒火山噴發(fā)后剩余質(zhì)量比為N2，···，以此類推.設(shè)火山噴發(fā)前地球原有速度為v0，第i秒火山噴發(fā)射出物質(zhì)的速度為ui，第i秒火山噴發(fā)后地球獲得的速度為vi，則

v1-v0=u1ln（N1）

v2-v1=u2ln（N2）

v3-v2=u3ln（N3）

······

vk-vk-1=ukln（Nk）

一般可認(rèn)為u1=u2=···=uk=u且N1= N2=···=Nk=N（其中u>0，N>0），于是

vk-v0=kuln（N）

在計(jì)算火山活動(dòng)時(shí)，應(yīng)該參照統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?，F(xiàn)在世界上約有1500座活火山，其中每年有50～80座火山噴發(fā)。歷史上著名的維蘇威火山持續(xù)噴發(fā)了10多個(gè)小時(shí)，每秒能噴出1.54321萬t碎石、熔巖、灰燼和氣體。被人們譽(yù)為“地中海燈塔”的意大利斯通博利火山幾乎連續(xù)噴發(fā)了至少100年之久。眾所周知的武爾卡諾式火山噴發(fā)能發(fā)產(chǎn)生猛烈的爆炸，各種火山物質(zhì)以超過350 m/s的速度拋射到幾千米高空；這類火山爆發(fā)可能會反復(fù)噴發(fā)，持續(xù)幾天、幾個(gè)月甚至幾年。旅行者1號發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)一上的火山噴射速度也可達(dá)1000 m/s。地球上還有許多猛烈的火山噴發(fā)能將火山灰、巖石碎屑噴射到幾十公里以上的高空，形成遮天蔽日并環(huán)繞地球旋轉(zhuǎn)的“火山云”，月球就是由這種“火山云”凝聚而成的?？梢?，有些火山噴射物質(zhì)的速度可達(dá)第一宇宙速度（7.9 km/s）以上的速度。

火山噴發(fā)還與時(shí)間有關(guān)系。對于同一地區(qū)來說，白天氣溫高，氣流運(yùn)動(dòng)活躍，不容易形成雨滴；傍晚氣溫開始降低，容易形成雨水。因此傍晚下雨的概率高于白天下雨的概率。當(dāng)降水量很大時(shí)，降落到地面上的雨水可通過地表裂縫滲入地殼下面的巖漿囊，從而引起火山噴發(fā)或地震。因此，對于同一地區(qū)來說，傍晚發(fā)生火山噴發(fā)的概率高于白天的概率。如果某一天地球上有些火山口在傍晚6：00左右連續(xù)噴發(fā)了幾個(gè)小時(shí)，則在這個(gè)時(shí)間段的火山噴射方向差不多與地球公轉(zhuǎn)方向相反，能加速地球公轉(zhuǎn)。endprint

由于有些火山群有多個(gè)火山口同時(shí)噴發(fā)，因此可以不過分地假設(shè)有一個(gè)火山群每秒噴物總量為1.54321e9 kg（相當(dāng)于1個(gè)維蘇威火山口每秒的噴發(fā)量），而且火山噴射物質(zhì)的速度為350 m/s，則經(jīng)過4個(gè)小時(shí)的連續(xù)噴發(fā)，可使地球公轉(zhuǎn)增速1.1191e-9 m/s（>9.75134e-10 m/s）。這個(gè)增速可以使地球變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加0.020 m的軌道上。正如（1）中公式（10）和（11）所表明的那樣，在從近日點(diǎn)出發(fā)駛向遠(yuǎn)日點(diǎn)的半橢圓軌道上的任一點(diǎn)D發(fā)生同樣規(guī)模的火山噴發(fā)都能使地球獲得差不多相同的增速效果，因而可使地球發(fā)生差不多相同規(guī)模的變軌。由于地球上每年都有幾十座活火山噴發(fā)，因此在這條漫長的軌道上發(fā)生上50次這樣的變軌的概率是很大的，所以一年之內(nèi)因地球變軌使遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加1.0 m是很自然的。在歷時(shí)100000年的間冰期中，地球從現(xiàn)有的橢圓軌道變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加100 km的橢圓軌道也是自然的，這就會地球進(jìn)入小冰期；在歷時(shí)1000000年以上的間冰期中，地球從現(xiàn)有的橢圓軌道變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加1000 km的橢圓軌道也是自然的，這就會地球進(jìn)入大冰期，從使地球覆蓋上遼闊的冰川。

表2還列出了用計(jì)算機(jī)算出的多種不同規(guī)模的火山噴發(fā)可引起的地球擴(kuò)軌數(shù)據(jù)。

2 結(jié)語

全球氣候變化問題是世界日益關(guān)切的問題。盡管許多人半信半疑地接受了溫室氣體是全球氣候變化的主要因素這一觀點(diǎn)，但許多科學(xué)家仍然持懷疑態(tài)度，他們用大量的證據(jù)駁斥了這一觀點(diǎn)，并認(rèn)為自然驅(qū)動(dòng)是全球氣候變化的主要因素。近來作者的研究也表明盡管溫室氣體能使局部地區(qū)短期出現(xiàn)變暖現(xiàn)象，但火山活動(dòng)能改變地球的軌道，因而是引起氣候明顯變化的關(guān)鍵因素。當(dāng)?shù)厍蚴艿交鹕絿娚淞Φ淖饔枚鏊贂r(shí)，地球軌道變大，使全球氣候變冷；當(dāng)?shù)厍蚴艿交鹕絿娚淞Φ淖饔枚鴾p速時(shí)，地球軌道縮小，使全球氣候變暖?？梢?，地球氣候變冷或變暖都是自然現(xiàn)象，冷暖可以交替出現(xiàn)。由此，我們可以找到挽救氣候變暖的對策是使一些猛烈的火山噴發(fā)盡量發(fā)生在凌晨時(shí)段，挽救氣候變冷的對策是使一些猛烈的火山噴發(fā)盡量發(fā)生在傍晚時(shí)段。我們再也不怕因氣候變化引起的世界末日的到來。

參考文獻(xiàn)

[1] Changnon，Stanley A.； Bell，Gerald D.El Nino，1997-1998：The Climate Event of the Century.London：Oxford University Press，2000.

[2] Courtillot，Vincent；Gallet， Yves；Le Mou l，Jean-Louis；et al.Are there connections between the Earth's magnetic field and climate[J].Earth and Planetary ScienceLetters，2006，253（328-339）：620.

[3] Diggles，Michael.“The Cataclysmic 1991 Eruption of Mount Pinatubo，Philippines”. U.S.Geological Survey Fact Sheet，2005.

[4] Gale，Andrew S.A Milankovitch scale for Cenomanian time”.Terra Nova，1989，1（5）：420.

[5] Ge Quan-sheng，Wang Shao-wu， Fang Xiu-qi.An uncertainty analysis of understanding on climate change[J].Geographical Research，2010，29（2）：192-203.

[6] IPCC.Climate Change 2007：Synthesis Report （Summary for Policymakers） [M].Cambrige University Press，2007：2-22.

[7] IPCC.Climate Change 2007： The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the International Government Panel on Climate Change [M]. Cambridge，UK and New York：Cambridge University Press，2007.

[8] Oppenheimer， Clive.“Climatic， environmental and human consequences of the largest known historic eruption： Tambora volcano（Indonesia） 1815[J].Progress in Physical Geography，2003，27（2）：230.

[9] Sagan，C，Chyba，C.“The Early Faint Sun Paradox：Organic Shielding of Ultraviolet-Labile Greenhouse Gases[J].Science，1997， 276（5316）：1217-21.

[10] Wignall，P.Large igneous provinces and mass extinctions. Earth-Science Reviews，2001，53： 1.

[11] Willson， Richard C，Hugh S. Hudson.The Suns luminosity over a complete solar cycle[J]. Nature，1991，351（6321）：42-44.

[12] 宮敏，徐漫.氣候變化及其對農(nóng)作物的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)，2013（2）：179.

[13] 李平原.火山活動(dòng)對全球氣候變化的影響[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，7（1）：83-88.

[14] 毛小平.讓學(xué)生通過實(shí)例推演來領(lǐng)會衛(wèi)星變軌問題[J].物理教師，2012， 33（4）：53.

[15] 孫瑩瑩，李響.全球變暖引發(fā)的思考[J]. 中國環(huán)境管理，2010（2）：4-6.

[16] 王紹武，羅勇，趙宗慈.關(guān)于非政府間國際氣候變化專門委員會（NIPCC）報(bào)告[J].氣候變化研究進(jìn)展，2010，6（2）：89-93.

[17] 張三慧.大學(xué)物理學(xué)—力學(xué)、熱學(xué)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.endprint

由于有些火山群有多個(gè)火山口同時(shí)噴發(fā)，因此可以不過分地假設(shè)有一個(gè)火山群每秒噴物總量為1.54321e9 kg（相當(dāng)于1個(gè)維蘇威火山口每秒的噴發(fā)量），而且火山噴射物質(zhì)的速度為350 m/s，則經(jīng)過4個(gè)小時(shí)的連續(xù)噴發(fā)，可使地球公轉(zhuǎn)增速1.1191e-9 m/s（>9.75134e-10 m/s）。這個(gè)增速可以使地球變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加0.020 m的軌道上。正如（1）中公式（10）和（11）所表明的那樣，在從近日點(diǎn)出發(fā)駛向遠(yuǎn)日點(diǎn)的半橢圓軌道上的任一點(diǎn)D發(fā)生同樣規(guī)模的火山噴發(fā)都能使地球獲得差不多相同的增速效果，因而可使地球發(fā)生差不多相同規(guī)模的變軌。由于地球上每年都有幾十座活火山噴發(fā)，因此在這條漫長的軌道上發(fā)生上50次這樣的變軌的概率是很大的，所以一年之內(nèi)因地球變軌使遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加1.0 m是很自然的。在歷時(shí)100000年的間冰期中，地球從現(xiàn)有的橢圓軌道變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加100 km的橢圓軌道也是自然的，這就會地球進(jìn)入小冰期；在歷時(shí)1000000年以上的間冰期中，地球從現(xiàn)有的橢圓軌道變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加1000 km的橢圓軌道也是自然的，這就會地球進(jìn)入大冰期，從使地球覆蓋上遼闊的冰川。

表2還列出了用計(jì)算機(jī)算出的多種不同規(guī)模的火山噴發(fā)可引起的地球擴(kuò)軌數(shù)據(jù)。

2 結(jié)語

全球氣候變化問題是世界日益關(guān)切的問題。盡管許多人半信半疑地接受了溫室氣體是全球氣候變化的主要因素這一觀點(diǎn)，但許多科學(xué)家仍然持懷疑態(tài)度，他們用大量的證據(jù)駁斥了這一觀點(diǎn)，并認(rèn)為自然驅(qū)動(dòng)是全球氣候變化的主要因素。近來作者的研究也表明盡管溫室氣體能使局部地區(qū)短期出現(xiàn)變暖現(xiàn)象，但火山活動(dòng)能改變地球的軌道，因而是引起氣候明顯變化的關(guān)鍵因素。當(dāng)?shù)厍蚴艿交鹕絿娚淞Φ淖饔枚鏊贂r(shí)，地球軌道變大，使全球氣候變冷；當(dāng)?shù)厍蚴艿交鹕絿娚淞Φ淖饔枚鴾p速時(shí)，地球軌道縮小，使全球氣候變暖?？梢?，地球氣候變冷或變暖都是自然現(xiàn)象，冷暖可以交替出現(xiàn)。由此，我們可以找到挽救氣候變暖的對策是使一些猛烈的火山噴發(fā)盡量發(fā)生在凌晨時(shí)段，挽救氣候變冷的對策是使一些猛烈的火山噴發(fā)盡量發(fā)生在傍晚時(shí)段。我們再也不怕因氣候變化引起的世界末日的到來。

參考文獻(xiàn)

[1] Changnon，Stanley A.； Bell，Gerald D.El Nino，1997-1998：The Climate Event of the Century.London：Oxford University Press，2000.

[2] Courtillot，Vincent；Gallet， Yves；Le Mou l，Jean-Louis；et al.Are there connections between the Earth's magnetic field and climate[J].Earth and Planetary ScienceLetters，2006，253（328-339）：620.

[3] Diggles，Michael.“The Cataclysmic 1991 Eruption of Mount Pinatubo，Philippines”. U.S.Geological Survey Fact Sheet，2005.

[4] Gale，Andrew S.A Milankovitch scale for Cenomanian time”.Terra Nova，1989，1（5）：420.

[5] Ge Quan-sheng，Wang Shao-wu， Fang Xiu-qi.An uncertainty analysis of understanding on climate change[J].Geographical Research，2010，29（2）：192-203.

[6] IPCC.Climate Change 2007：Synthesis Report （Summary for Policymakers） [M].Cambrige University Press，2007：2-22.

[7] IPCC.Climate Change 2007： The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the International Government Panel on Climate Change [M]. Cambridge，UK and New York：Cambridge University Press，2007.

[8] Oppenheimer， Clive.“Climatic， environmental and human consequences of the largest known historic eruption： Tambora volcano（Indonesia） 1815[J].Progress in Physical Geography，2003，27（2）：230.

[9] Sagan，C，Chyba，C.“The Early Faint Sun Paradox：Organic Shielding of Ultraviolet-Labile Greenhouse Gases[J].Science，1997， 276（5316）：1217-21.

[10] Wignall，P.Large igneous provinces and mass extinctions. Earth-Science Reviews，2001，53： 1.

[11] Willson， Richard C，Hugh S. Hudson.The Suns luminosity over a complete solar cycle[J]. Nature，1991，351（6321）：42-44.

[12] 宮敏，徐漫.氣候變化及其對農(nóng)作物的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)，2013（2）：179.

[13] 李平原.火山活動(dòng)對全球氣候變化的影響[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，7（1）：83-88.

[14] 毛小平.讓學(xué)生通過實(shí)例推演來領(lǐng)會衛(wèi)星變軌問題[J].物理教師，2012， 33（4）：53.

[15] 孫瑩瑩，李響.全球變暖引發(fā)的思考[J]. 中國環(huán)境管理，2010（2）：4-6.

[16] 王紹武，羅勇，趙宗慈.關(guān)于非政府間國際氣候變化專門委員會（NIPCC）報(bào)告[J].氣候變化研究進(jìn)展，2010，6（2）：89-93.

[17] 張三慧.大學(xué)物理學(xué)—力學(xué)、熱學(xué)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.endprint

由于有些火山群有多個(gè)火山口同時(shí)噴發(fā)，因此可以不過分地假設(shè)有一個(gè)火山群每秒噴物總量為1.54321e9 kg（相當(dāng)于1個(gè)維蘇威火山口每秒的噴發(fā)量），而且火山噴射物質(zhì)的速度為350 m/s，則經(jīng)過4個(gè)小時(shí)的連續(xù)噴發(fā)，可使地球公轉(zhuǎn)增速1.1191e-9 m/s（>9.75134e-10 m/s）。這個(gè)增速可以使地球變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加0.020 m的軌道上。正如（1）中公式（10）和（11）所表明的那樣，在從近日點(diǎn)出發(fā)駛向遠(yuǎn)日點(diǎn)的半橢圓軌道上的任一點(diǎn)D發(fā)生同樣規(guī)模的火山噴發(fā)都能使地球獲得差不多相同的增速效果，因而可使地球發(fā)生差不多相同規(guī)模的變軌。由于地球上每年都有幾十座活火山噴發(fā)，因此在這條漫長的軌道上發(fā)生上50次這樣的變軌的概率是很大的，所以一年之內(nèi)因地球變軌使遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加1.0 m是很自然的。在歷時(shí)100000年的間冰期中，地球從現(xiàn)有的橢圓軌道變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加100 km的橢圓軌道也是自然的，這就會地球進(jìn)入小冰期；在歷時(shí)1000000年以上的間冰期中，地球從現(xiàn)有的橢圓軌道變軌到遠(yuǎn)日點(diǎn)距離增加1000 km的橢圓軌道也是自然的，這就會地球進(jìn)入大冰期，從使地球覆蓋上遼闊的冰川。

表2還列出了用計(jì)算機(jī)算出的多種不同規(guī)模的火山噴發(fā)可引起的地球擴(kuò)軌數(shù)據(jù)。

2 結(jié)語

全球氣候變化問題是世界日益關(guān)切的問題。盡管許多人半信半疑地接受了溫室氣體是全球氣候變化的主要因素這一觀點(diǎn)，但許多科學(xué)家仍然持懷疑態(tài)度，他們用大量的證據(jù)駁斥了這一觀點(diǎn)，并認(rèn)為自然驅(qū)動(dòng)是全球氣候變化的主要因素。近來作者的研究也表明盡管溫室氣體能使局部地區(qū)短期出現(xiàn)變暖現(xiàn)象，但火山活動(dòng)能改變地球的軌道，因而是引起氣候明顯變化的關(guān)鍵因素。當(dāng)?shù)厍蚴艿交鹕絿娚淞Φ淖饔枚鏊贂r(shí)，地球軌道變大，使全球氣候變冷；當(dāng)?shù)厍蚴艿交鹕絿娚淞Φ淖饔枚鴾p速時(shí)，地球軌道縮小，使全球氣候變暖?？梢姡厍驓夂蜃兝浠蜃兣际亲匀滑F(xiàn)象，冷暖可以交替出現(xiàn)。由此，我們可以找到挽救氣候變暖的對策是使一些猛烈的火山噴發(fā)盡量發(fā)生在凌晨時(shí)段，挽救氣候變冷的對策是使一些猛烈的火山噴發(fā)盡量發(fā)生在傍晚時(shí)段。我們再也不怕因氣候變化引起的世界末日的到來。

參考文獻(xiàn)

[1] Changnon，Stanley A.； Bell，Gerald D.El Nino，1997-1998：The Climate Event of the Century.London：Oxford University Press，2000.

[2] Courtillot，Vincent；Gallet， Yves；Le Mou l，Jean-Louis；et al.Are there connections between the Earth's magnetic field and climate[J].Earth and Planetary ScienceLetters，2006，253（328-339）：620.

[3] Diggles，Michael.“The Cataclysmic 1991 Eruption of Mount Pinatubo，Philippines”. U.S.Geological Survey Fact Sheet，2005.

[4] Gale，Andrew S.A Milankovitch scale for Cenomanian time”.Terra Nova，1989，1（5）：420.

[5] Ge Quan-sheng，Wang Shao-wu， Fang Xiu-qi.An uncertainty analysis of understanding on climate change[J].Geographical Research，2010，29（2）：192-203.

[6] IPCC.Climate Change 2007：Synthesis Report （Summary for Policymakers） [M].Cambrige University Press，2007：2-22.

[7] IPCC.Climate Change 2007： The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the International Government Panel on Climate Change [M]. Cambridge，UK and New York：Cambridge University Press，2007.

[8] Oppenheimer， Clive.“Climatic， environmental and human consequences of the largest known historic eruption： Tambora volcano（Indonesia） 1815[J].Progress in Physical Geography，2003，27（2）：230.

[9] Sagan，C，Chyba，C.“The Early Faint Sun Paradox：Organic Shielding of Ultraviolet-Labile Greenhouse Gases[J].Science，1997， 276（5316）：1217-21.

[10] Wignall，P.Large igneous provinces and mass extinctions. Earth-Science Reviews，2001，53： 1.

[11] Willson， Richard C，Hugh S. Hudson.The Suns luminosity over a complete solar cycle[J]. Nature，1991，351（6321）：42-44.

[12] 宮敏，徐漫.氣候變化及其對農(nóng)作物的影響[J].吉林農(nóng)業(yè)，2013（2）：179.

[13] 李平原.火山活動(dòng)對全球氣候變化的影響[J].亞熱帶資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，7（1）：83-88.

[14] 毛小平.讓學(xué)生通過實(shí)例推演來領(lǐng)會衛(wèi)星變軌問題[J].物理教師，2012， 33（4）：53.

[15] 孫瑩瑩，李響.全球變暖引發(fā)的思考[J]. 中國環(huán)境管理，2010（2）：4-6.

[16] 王紹武，羅勇，趙宗慈.關(guān)于非政府間國際氣候變化專門委員會（NIPCC）報(bào)告[J].氣候變化研究進(jìn)展，2010，6（2）：89-93.

[17] 張三慧.大學(xué)物理學(xué)—力學(xué)、熱學(xué)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.endprint