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太阳活动(Solar variation)与全球暖化(glo


2020-07-01


太阳活动(Solar variation)与全球暖化(global warming)(2)─太阳活动进入冬眠期

太阳的活动到底对地球上的气候变化有何影响?有些质疑温室气体对气候变迁的影响的人,例如丹麦物理学家Henrik Svensmark,认为太阳活动对全球暖化的影响比温室气体排放来得重要。如果这种看法成立,那幺气候变迁是自然现象,而不是人为因素造成,国际社会目前各种节能减碳的努力,也是徒劳无功。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)代表主流的专家意见。在IPCC第三次评估(2001)和第四次评估(2007)报告中都认为太阳活动对全球暖化的影响难有定论,但是即使有影响,效果也不显着。但是争辩尚无定论,只要有新的数据出现,正反双方的意见就要被重新检视一番。

太阳活动迈进停缓期
2006年时NASA预测下一个太阳黑子高峰,应该出现在2011年左右。但是这个高峰没有出现。目前太阳活动还是偏低 (图1)。2011年6月中旬,美国天文学会(American Astronomical Society (AAS) )召开会议,有三组研究团队分别提出报告,更加证实了目前太阳活动的确迈入了冬眠期。

太阳活动(Solar variation)与全球暖化(glo

图1:1940年以来太阳黑子的週期变化。Nasa's 2006 预测第24週期高峰本应该出现在2010左右,但是一直没有观测到。(图片来源

来自美国国家太阳天文台(National Solar Observatory ,NSO)的Frank Hill和他的团队在15年前首次发现太阳表面东西向的喷射气流(jet stream)。在每次太阳週期开始时,喷射气流跟黑子一样出现在中纬度地区,然后移向赤道。根据过去资料,下一个週期(週期25)预计是在2019出现,而喷射流出现的时间比较早,应该是2008/09。但是至今尚未出现,这个现象很奇特,也许週期25会整个消失。

第二个研究团队的Matthew Penn和William Livingston已经观测了13年的太阳黑子数据。太阳黑子(图2)是太阳光球上出现的暂时现象,因强烈的磁性活动抑制了对流活动,在光球表面形成温度比较低的区域,呈现黯色。Penn和Livingston 发现不管黑子数目多寡,磁场是持续减弱中,如此下去,到2021年磁场会弱到无法抑制光球表面的对流活动,那幺黑子就会完全消失。

太阳活动(Solar variation)与全球暖化(glo

图2:太阳活动处于极小期(左,2006年)和极大期(右,2001年) (图片来源

第三个团队也是来自NSO,研究的对象是日冕 (Corona)。团队主持人Richard Altrock表示,根据过去40年的数据,在太阳週期极大值时,日冕会将前一个週期残留的磁场推向两极地区。但是现在没有观测到这个现象,表示太阳週期极大值没有出现。

这三个研究都指向太阳活动没有进入预期的第25週期,而是活动持续偏低。这对通讯领域来说是个好消息,因为来自太阳的干扰会减少。但是更令人好奇的是对全球暖化的影响。现在太阳是进入另一个如同400年前的蒙德极小期(Maunder Minimum)吗?而与蒙德极小期吻合的小冰期(Little Ice Age)的温度降低的现象也会出现吗?如果是,这会帮忙化解全球暖化的危机吗?

太阳活动对地球气候影响
根据(IPCC)所代表的主流专家的看法,比起温室气体,太阳活动对气候的影响并不显着。例如德国波茨坦气候影响研究中心(Potsdam Institute for Climate Impact Research)的Georg Feulner 和 Stefan Rahmstorf估计,即使是太阳进入一个类似蒙德极小期,到了2100年,比较起目前温度,太阳的贡献是让地球降温0.3。C。而人为温室气体排放则会让地球增加约4。C。所以,要应付全球暖化的挑战,关键还是要减缓温室气体排放。

参考资料:
1. Georg Feulner and Stefan Rahmstorf 2010 : ” On the effect of a new grand minimum of solar activity on the future climate on Earth” Geophysical Research Letters VOL. 37, L05707.
2. Foukal, Peter; et al.. Variations in solar luminosity and their effect on the Earth’s climate. Nature. 2006, 443 (7108): 161–166.
3. Markus Becker: “Abkühlung: Forscher sagen lange Sonnenpause voraus”. Der Spiegel June 17, 2011. (http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/0,1518,768731,00.html)
4. “Sun down: Several lines of evidence suggest that the sun is about to go quiet “. The Economist. June 16, 2011.
5. Phillips, Tony (10 May 2006). “Long Range Solar Forecast: Solar Cycle 25 peaking around 2022 could be one of the weakest in centuries.”. NASA Science.
6. 英文维基百科: global warming(http://en.wikipedia.org/wiki/Global_warming#Solar_variation)



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