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地球将进入小冰河期 因为太阳要变“冷美人”?

科普小知识2022-07-15 10:40:51
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人类每天都记录太阳黑子的数量。这些数据可以追溯到17世纪望远镜出现的时候。最近,美国国家航空航天局(美国航天局)通过近地望远镜发现,“零”黑子数的记录可以持续几天甚至几周。

观众预测未来,因此一些报道指出,这意味着太阳活动已经下降到最低点,太阳将成为一个“白色的太阳”,地球的温度将普遍下降,“小冰期”即将到来,到2020年,地球将“仍然在冬天”。

那么,热情的太阳会变成“冷美人”吗?电影《冰河世纪》中描述的场景变成现实了吗?

太阳黑子,太阳的“微观表现”

右肩轻微耸肩表示说谎,眼睛向左看表示记忆,双手抱紧肩膀表示心理防御...这些人类“微表情”曾经成为流行的“读心术”方法。人类还利用太阳的“微表情”来推测太阳的内部活动。除了耀斑、光谱斑点等,太阳黑子是太阳的“微观表现”之一。

“太阳黑子的出现是太阳磁场的反映,”深圳天文台的郑剑川博士说。“强磁场‘吸收’太阳内部的能量,并将其传递到外部。如果强磁场到达太阳表面,它们就是太阳黑子。”在天文学家的眼里,太阳从来都不是安静的。

“黑子一般成群出现。由于位置不同,它们被分为领先的太阳黑子和紧随其后的太阳黑子。它们的磁极相反,就像磁铁一样。”郑剑川说,天文台一年到头都在观察太阳黑子。例如,美国航天局于2010年发射的太阳动力学观测台通过多波段成像设备以高空间分辨率和高时间分辨率观测太阳,为天文学家提供大量观测数据以预测未来。

太阳黑子的本质是太阳磁场的变化。为了解释太阳磁场的起源和特征,它们在太阳周期中的作用和变化,科学家们提出了太阳发电机理论。

国家天文台的学者蒋捷和王景坤在他们的总结论文中说,以前人们对太阳内部的动态结构知之甚少。为了建立一个与观测结果一致的模型,会有许多假设,这些假设可能是不相关的。后来,太阳地震学技术的发展使人们对太阳光球下的结构有了更多的了解,模型也变得更加可靠。

发生器理论的不断修正和完善是为了使太阳的“微观表现”与“不可观测的内部活动”最大程度地匹配,最终预测太阳活动。

“读心”目前是不可能的

然而,理想的精确方程还没有出现。中国科学院国家天文台太阳活动预测组首席研究员王华宁说:“对太阳活动的推测一直是天文学家们关心和研究的话题,但是精确的预测和精确的预测是无法实现的,因此预测地球未来的气候就更加困难了。”

自17世纪望远镜出现以来,人们通过记录和计算发现,太阳黑子的数量呈现出平均约11年的变化周期,从1755年开始的太阳黑子周期被认为是第一个太阳活动周期。郑剑川说:“我们现在处于第24个太阳活动周,在所有活动周中,太阳活动相对较小。”。“目前,有一些论文预测太阳黑子会在下一个周期减少,也有一些论文预测太阳黑子会增加。虽然结论不同,但论文的论证过程是严谨而有根据的

郑剑川提供的几篇学术论文表明,不同研究的预测结论在严格意义上是不一样的。郑剑川解释说:“戈瓦尔斯瓦米等人的文章预测,在即将到来的第25个太阳周,太阳活动将会减弱。”。Caneron等人的文章预测第25个太阳周将是一个温和的太阳周,太阳活动不会比现在高很多,基本相当。他们使用地表通量传输模型和输入参数来模拟和获取未来数据。”

"其他学者通过对宇宙中类日恒星的统计分析做出了推论。"王华宁说,最近有学者通过对类太阳生命历程的统计,预测未来太阳的紫外通量可能会下降7%。然而,这项科学研究被错误地报道为“太阳的温度将下降7%”,这是完全不同的。后者将对地球产生巨大影响。“科学家论文的研究没有问题,他们害怕错误的解释。"

“对于即将到来的第25届活动周,学术界一致认为这将是一个温和的一周。太阳活动真的不强烈,但我们仍然要等到那时才能确切地看到情况如何,以及它将如何影响地球。”王华宁强调,猜测和预测是完全不同的。前者是一项严肃的基础研究,而后者更注重结果和准确性。无论如何,人类不仅要注意强烈的太阳活动对地球环境的影响,还要注意太阳活动极小时地球环境的反应。“将新模型与太阳活动预测联系起来的工作仍然需要持续的支持和推进。”

寒冷,仍然缺乏基础

太阳将继续温和,地球会感到寒冷吗?

对于那些持肯定回答的人来说,最有利的证据来自晚明。“在那段时间里,太阳黑子很少出现在太阳下,而且气候变得更冷了。那时,大运河的扬州段在农历十月被冻结王华宁说,这也是许多专家相信在下一个太阳黑子极小期会有一个"小冰期"的基础。

“当时天气很冷,泰晤士河结冰了。这一证据是通过油画观察到的。”郑剑川说,在19世纪下半叶,天文学家从100多年的黑子记录中发现了从1645年到1715年长达70年的无黑子期。他们认为可能会有一个很长的最短时间。后来,他们通过历史事实和放射性碳同位素的测定,逐渐确定了这种异常气候时期的存在,并将其命名为“蒙德极小期”。

“太阳黑子的最小数据并不是详尽无遗的,不能与近期的太阳黑子数据相比较。还不清楚零黑子的情况会持续多久来影响地球的气候。王华宁说。此外,2014年10月下旬,24年来最大的太阳黑子群出现在太阳的可见表面。2017年9月,出现了过去十年中最大的太阳耀斑,展现了最强烈的太阳活动……这些异常丰富的太阳活动“微观表现”似乎与太阳温和的预测相矛盾。

至少可以说,即使地球从太阳接收到热量的减少,减少多少会导致不可逆转的“缓冲”效应,以及地球本身的变化会发生什么,这是一个非常复杂的推理过程。中国科学院国家天文台的访问研究员卞玉林在早前的一次采访中说,“日本和地球的关系是一个非常复杂的问题。没有证据表明,当太阳黑子增多时,地球温度会上升。”

可以看出,太阳能和气候变化之间的关系不是简单的线性关系,比火和球之间的关系复杂得多。以太平洋地区为例,美国国家大气研究中心的研究认为,太阳活动峰值(加热)将导致水蒸发增加,但将导致东太平洋地区变冷。在接下来的一两年里,拉尼娜现象(海水变冷)或厄尔尼诺现象(海水变暖)可能会出现,而且温度和湿度可能会有很大的地区差异。

就时间跨度而言,“气候变化需要长时间尺度的统计判断,而不能根据短期内的温度变化来判断。”清华大学地球系统科学系副教授蔡说。她认为,就气候变化的经济学而言,全世界95%的科学家支持气候变暖的科学判断,人类活动对气候的影响是毋庸置疑的。

王华宁还认为,科学研究是探索人类未知的世界,太阳活动的变化对人类经济和政治的影响也需要加强,以便发现太阳的“本质”,并有能力预测未来。

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