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2018-03-22 09:28:56 科技日?qǐng)?bào)　 點(diǎn)擊量： 評(píng)論 (0)
太陽黑子的數(shù)目，每天都會(huì)被人類記載下來，這個(gè)數(shù)據(jù)可以追溯到十七世紀(jì)望遠(yuǎn)鏡出現(xiàn)時(shí)。最近美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）通過近地望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，

地球?qū)⑦M(jìn)入小冰河期 因?yàn)樘栆儭袄涿廊恕保? src=

太陽黑子的數(shù)目，每天都會(huì)被人類記載下來，這個(gè)數(shù)據(jù)可以追溯到十七世紀(jì)望遠(yuǎn)鏡出現(xiàn)時(shí)。最近美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）通過近地望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，太陽黑子數(shù)為“零”的記載可以連著幾天，甚至幾個(gè)星期。
觀天象，預(yù)未來，因此有報(bào)道指出，這意味著太陽活動(dòng)減少到了最低點(diǎn)，太陽會(huì)變成“白太陽”，地球溫度將普遍降低，“小冰河時(shí)期”即將到來，到2020年左右，地球“凜冬將至”。
那么，熱情的太陽是不是就此要變成“冷美人”？電影《冰河世紀(jì)》中描述的場(chǎng)景是不是要走進(jìn)現(xiàn)實(shí)？
黑子，太陽的“微表情”
右肩微聳表示說謊、眼睛向左看表示回憶、雙手抱肩表示心理防衛(wèi)……這些人類的“微表情”一度成為人們熱衷的“讀心”方法。人類也利用太陽的“微表情”推測(cè)太陽內(nèi)部的活動(dòng)，黑子就是太陽的“微表情”之一，此外還有耀斑、譜斑等。
“黑子的出現(xiàn)，是太陽磁場(chǎng)的反映，”深圳市天文臺(tái)鄭建川博士介紹，“強(qiáng)磁場(chǎng)‘吸住’太陽內(nèi)部能量向外傳遞，如果強(qiáng)磁場(chǎng)到了太陽表面，就表現(xiàn)為黑子。”在天文學(xué)者的眼中，太陽從來不是安靜的。
“黑子一般成群結(jié)對(duì)出現(xiàn)，由于位置不同，分為前導(dǎo)黑子和后隨黑子，它們的磁極性相反，如同磁鐵。”鄭建川說，天文臺(tái)對(duì)太陽黑子進(jìn)行常年觀測(cè)，例如，NASA在2010年發(fā)射的太陽動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)（SDO），通過多波段成像設(shè)備對(duì)太陽進(jìn)行高空間分辨率和高時(shí)間分辨率的觀測(cè)，給天文學(xué)家提供了海量的觀測(cè)數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)未來。
黑子的實(shí)質(zhì)是太陽磁場(chǎng)的變化，為了解釋太陽磁場(chǎng)的起源、特征和他們之間的作用以及在太陽活動(dòng)周期過程中的變化，科學(xué)家提出了太陽發(fā)電機(jī)理論。
國(guó)家天文臺(tái)學(xué)者姜杰、汪景琇的綜述性論文中講到，以前人們對(duì)太陽內(nèi)部的動(dòng)力學(xué)結(jié)構(gòu)知之甚少，為了建立與觀測(cè)結(jié)果一致的模型，會(huì)有很多假設(shè)，這些假設(shè)可能不著邊際，后來日震學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得人們對(duì)太陽光球?qū)酉碌慕Y(jié)構(gòu)有了更多的認(rèn)識(shí)，模型也越來越靠譜。
發(fā)電機(jī)理論的不斷修正與完善，是為了使得太陽的“微表情”與“無法觀測(cè)到的內(nèi)部活動(dòng)”能獲得最大程度的匹配，并最終能做到預(yù)報(bào)太陽活動(dòng)。
“讀心”，目前做不到
但理想中的準(zhǔn)確方程目前還沒有出現(xiàn)。中科院國(guó)家天文臺(tái)太陽活動(dòng)預(yù)報(bào)組首席研究員王華寧介紹，“關(guān)于太陽活動(dòng)的推測(cè)，一直是天文學(xué)者關(guān)注和研究的課題，但還無法做到精確預(yù)測(cè)和準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，由此預(yù)測(cè)地球未來的氣候更有相當(dāng)難度。”
自十七世紀(jì)望遠(yuǎn)鏡出現(xiàn)之后，人們通過記錄和測(cè)算，發(fā)現(xiàn)黑子數(shù)目呈現(xiàn)平均11年左右的變化周期，并將由1755年開始的黑子周期作為第一個(gè)太陽活動(dòng)周。“現(xiàn)在我們正處在第24個(gè)太陽活動(dòng)周，太陽活動(dòng)是所有活動(dòng)周中相對(duì)較小的，”鄭建川介紹，“目前有論文預(yù)測(cè)下一個(gè)周期太陽黑子將減少，也不乏預(yù)測(cè)會(huì)增多的論文，盡管結(jié)論不同，論文的論證過程都是嚴(yán)謹(jǐn)而有依據(jù)的。”
鄭建川提供的若干篇學(xué)術(shù)文章顯示，不同研究的預(yù)測(cè)結(jié)論從嚴(yán)格意義上并不相同。“Gopalswamy等人的這篇文章預(yù)言即將到來的第25個(gè)太陽周太陽活動(dòng)會(huì)更弱一些，”鄭建川解釋，“Caneron等人的這篇文章預(yù)測(cè)第25個(gè)太陽周是一個(gè)溫和的太陽周，太陽活動(dòng)不會(huì)比現(xiàn)在高很多，基本相當(dāng)。他們利用表面通量輸運(yùn)模型，輸入?yún)?shù)進(jìn)行模擬，得出未來數(shù)據(jù)。”
“還有學(xué)者是通過對(duì)宇宙中類太陽恒星的統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)行推理的。”王華寧介紹，近期有學(xué)者通過對(duì)類太陽的生命歷程統(tǒng)計(jì)，預(yù)測(cè)太陽的紫外流量未來可能減小7%，然而這一科學(xué)研究卻出現(xiàn)了烏龍報(bào)道，被誤報(bào)成“太陽溫度將降低7%”，兩者是完全不同的，后者將會(huì)對(duì)地球造成很大的影響，“科學(xué)家的論文研究是沒有問題的，就怕解讀有誤”。
“對(duì)即將到來的第25個(gè)活動(dòng)周，學(xué)界一致認(rèn)為將是個(gè)溫和周，太陽活動(dòng)確實(shí)不劇烈，但究竟是什么情況，對(duì)地球會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響，還得真正到那個(gè)時(shí)間再觀察。”王華寧強(qiáng)調(diào)，推測(cè)和預(yù)報(bào)完全是兩回事，前者是嚴(yán)肅的基礎(chǔ)研究，而后者更注重結(jié)果以及準(zhǔn)確率。無論如何，人類不僅要關(guān)注太陽劇烈活動(dòng)對(duì)地球環(huán)境產(chǎn)生的影響，也要關(guān)注太陽活動(dòng)極小時(shí)地球環(huán)境會(huì)出現(xiàn)何種反應(yīng)。“將新模型與預(yù)報(bào)太陽活動(dòng)聯(lián)系起來的工作仍舊需要持續(xù)的支持和推進(jìn)。”
變冷，仍缺乏依據(jù)
太陽將持續(xù)溫和，那地球會(huì)不會(huì)感到冷？
持肯定答案的人，最有利的佐證來自明朝末期。“那段時(shí)間有將近百年太陽上極少看到黑子，也確實(shí)發(fā)生了氣候變冷的現(xiàn)象，當(dāng)時(shí)農(nóng)歷十月份，大運(yùn)河揚(yáng)州段就封凍了。”王華寧說，這也是諸多專家相信下一個(gè)黑子極小期也會(huì)出現(xiàn)“小冰期”的依據(jù)。
“那時(shí)天氣非常寒冷，泰晤士河結(jié)冰了，這個(gè)證據(jù)是通過油畫觀察到的。”鄭建川表示，十九世紀(jì)下半葉，天文學(xué)家從百余年的太陽黑子記錄中發(fā)現(xiàn)了1645年至1715年無黑子的超長(zhǎng)70年，提出可能存在超長(zhǎng)極小期，后通過史實(shí)考究、放射性碳同位素的測(cè)定等逐步確定存在這樣一段氣候異常期，被命名為“蒙德極小期”。
“極小期的黑子數(shù)據(jù)并不詳盡，不能與近一段時(shí)期的黑子數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，而黑子為零的情況持續(xù)多久才會(huì)造成對(duì)地球氣候的影響等問題也不得而知。”王華寧說。此外，2014年10月下旬，太陽的可見日面上出現(xiàn)了24年以來的最大黑子群；2017年9月出現(xiàn)了近十年來最大的太陽耀斑，呈現(xiàn)出最劇烈的太陽活動(dòng)……這些異常豐富的太陽活動(dòng)“微表情”又與太陽溫和的預(yù)測(cè)似乎存在矛盾。
退一步講，即便地球接受到來自太陽的熱量減少，但減少到多少才會(huì)發(fā)生不可“緩沖”的效果，地球自身的變化又會(huì)呈現(xiàn)什么狀況，這都是非常復(fù)雜的推理過程。中科院國(guó)家天文臺(tái)客座研究員卞毓麟此前接受采訪時(shí)表示，“日地關(guān)系是一個(gè)很復(fù)雜的問題，沒有證據(jù)表明，黑子多了，地球當(dāng)年的溫度就升高。”
可見，太陽能量和氣候變化并不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，比一團(tuán)火與一只球的關(guān)系復(fù)雜太多。以太平洋地區(qū)為例，來自美國(guó)國(guó)家大氣研究中心的研究認(rèn)為太陽活動(dòng)高峰期（加熱）導(dǎo)致水分蒸發(fā)加劇，卻會(huì)導(dǎo)致東太平洋地區(qū)降溫。之后一兩年有可能會(huì)引起拉尼娜（海水變冷）或厄爾尼諾（海水變暖）現(xiàn)象，冷暖或許會(huì)有區(qū)域上的巨大差別。
在時(shí)間跨度上，“氣候變冷變暖需要長(zhǎng)時(shí)間尺度的統(tǒng)計(jì)判斷，不能依據(jù)某個(gè)短時(shí)期內(nèi)的氣溫變化來做論斷。”清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系副教授蔡聞佳說。她認(rèn)為，就氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)而言，目前全球95%的科學(xué)家支持氣候變暖這個(gè)科學(xué)判斷，人類活動(dòng)對(duì)氣候的影響是毋庸置疑的。
王華寧也認(rèn)為，科學(xué)研究本就是探討人類的未知世界，太陽活動(dòng)變化對(duì)人類經(jīng)濟(jì)、政治方面的影響同樣需要加強(qiáng)研究，以期未來可以摸清太陽的“秉性”，擁有預(yù)報(bào)的能力。

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