太陽對地球磁場的影響隨著地球磁場的減弱，人們對其對氣候變化的影響產生了許多誤解。一些人聲稱，磁場減弱導致的太陽輻射增加正在破壞臭氧層，導致全球變暖的速度加快。然而，通過了解磁場、臭氧損耗和太陽輻射對地球的影響等，本文可以證明為什麼這種說法是錯誤的。
在深入討論細節之前，我們需要先了解一下這句話的意思：
磁場正在減弱如果磁場較弱，太陽輻射就會增加太陽輻射正在破壞臭氧層臭氧層的破壞會導致更多的全球變暖在本文中，將討論這些，無論它們是對是錯。此外，我們還會討論磁場是如何影響地球的、什麼是臭氧層、什麼是「臭氧層空洞」以及什麼是真正導致全球變暖的罪魁禍首。
01磁場
它是什麼？
想像一下，在地球內部有一塊巨大的磁鐵，形狀是長方形，與地軸重合，磁鐵的磁極靠近地球的地理磁極。但是，這個磁體被翻轉了，磁體的南極靠近地球的地理北極，磁體的北極靠近地球的南極。磁力線從磁體的北極到南極。
這是地球磁極和地理磁極之間的一種變化。綠色的圓圈代表地球。粉紅色的線代表磁北極和磁南極，藍色的線代表地理北極和地理南極。另外，灰色的線是磁力線。我們知道，地球實際上並沒有一個巨大的磁鐵來產生它的磁場。相反，它實際上是由來自外核的鐵水流產生的。液態鐵的流動產生電流，產生磁場。如果鐵水停止流動，那麼電流就會停止形成，地球的磁場就會消失。
地球磁場的作用是什麼？
磁場是保護地球免受太陽輻射和太陽風傷害的重要屏障。太陽風是由來自太陽最外層大氣，也被稱為日冕的一組帶電粒子——向外的等離子體產生的。這些帶電粒子無時無刻不在撞擊地球，並有能力摧毀地球的大氣層。然而，磁層的強大力量使它們遠離大氣層。
當來自太陽的磁場線擊中行星時，由於磁力線不能穿過像行星這樣的導電物體，所以它們會在行星周圍形成一個磁層。所以即使沒有磁場，每個行星都有一個磁氣圈。
範艾倫輻射帶和地球磁場的不同部分，圖片來源學習網磁場發生了什麼變化？
研究表明，磁場正在減弱，磁極正在加速移動。地磁北極正在遠離加拿大的北極圈，向西伯利亞靠近。在20世紀90年代中期，北極突然加速移動，從每年15公裡多一點加速到每年55公裡。
1990年至2015年北極磁極的運動。圖片來自世界地磁數據中心/京都大學。這其實不是一個新現象，因為地球的磁極曾經翻轉過。最後一次翻轉發生在78萬年前。然而，41000年前，兩極曾短暫地移動過，但並沒有完全翻轉。過去的反轉在地質學上佔據了很短的一段時間，大約7000年左右。
該模型首次發表於1995年。這個模型成功地再現了地球磁場的強度。左邊的圖像是磁極反轉前的磁場。右邊的圖像是磁極反轉時的磁場。目前，從SWARM衛星收集的數據顯示，磁場每10年減弱5%，而不是每100年減弱5%，這意味著磁場的減弱速度是原來的10倍。這意味著磁場有可能在500年後消失。然而，大多數科學家認為，一個極點翻轉需要數千年才能發生。現在，科學家們只能想像如果地球磁場消失會發生什麼。
磁場如何影響地球？
許多科學家認為，如果磁場減弱，我們將面臨「數萬億美元的損失」。許多災難的發生會使地球和地球上的所有生物，包括人類，處於嚴重的危險之中。
例如，如果沒有磁場阻擋太陽的太陽風和輻射，進入地球大氣層的太陽輻射量就會增加。這可能導致健康狀況的惡化，如癌症和DNA突變。
此外，如果沒有磁場，來自太陽的帶電粒子會帶走地球的大氣層。這是可能的，因為太陽的太陽風足夠強大，它可以很容易地從大氣中撕裂氣體。這可能會使地球的環境變得與火星相似。
科學家推測，火星過去與地球非常相似，有磁場、海洋和厚厚的大氣層。然而，在它的磁場在數十億年前消失後它使得火星的大氣層變得毫無保護。一旦它的大氣壓力下降到足夠低，它的水開始蒸發，直到它也被太陽風帶走。
這幅藝術概念圖描繪了火星早期的環境(右圖)——據信那裡有液態水和更厚的大氣層——與今天火星上寒冷、乾燥的環境(左圖)形成對比。由於我們知道磁場正在減弱，太陽輻射也因此而增加，所以有些人認為更多的太陽輻射是造成臭氧損耗的原因。由於臭氧層中的臭氧較少，更多的太陽輻射，尤其是紫外線，會穿透地球，使地球變暖。然而，這是不正確的，請往下看。
02臭氧層
什麼是臭氧層？
臭氧層是平流層中的一層薄薄的物質，其中含有大量的臭氧。臭氧是一種由3個氧原子組成的高活性氣體。
地球大氣的不同部分臭氧層有什麼作用？
臭氧層吸收了大部分的紫外線輻，防止有害的紫外線照射到地球表面。
什麼是「臭氧層空洞」？
「臭氧空洞」是臭氧層上較薄的區域，允許更多的紫外線進入地球大氣層。臭氧層的變薄並不是由太陽輻射的增加引起的，而是由一種叫做氯氟烴(CFCs)的化學物質濃度的增加引起的。這些化學物質以前可以在噴霧罐、空調和製冷劑中找到。然而，加拿大自1996年起就禁止生產CFC產品，而全球對CFC的禁令從2010年開始生效。這是因為人們已經認識到氯氟化碳對地球及其臭氧層的破壞。此外，這些消耗臭氧的化學物質在大氣中停留約20-100年，持續地破壞臭氧分子。
氯氟烴是如何破壞臭氧分子的？
當由3個氯原子、1個氟原子和1個碳原子組成的氯氟烴分子被釋放到地球大氣中時，它們將緩慢地向上漂移，到達平流層，在那裡紫外線照射這些分子。這導致氯原子脫離。當氯與臭氧分子碰撞時，它帶走一個氧原子，分解臭氧分子。這個反應形成一氧化氯和一個氧氣分子(兩個氧原子)。一個氯原子可以破壞數百個臭氧分子。
這個動畫展示了氯原子對臭氧分子的破壞「臭氧空洞」和全球變暖之間有聯繫嗎？
「臭氧空洞」增加了紫外線照射地球的數量。然而，紫外線不會影響或加劇全球變暖的。全球變暖不是由太陽造成的，而是由二氧化碳等溫室氣體造成的。
溫室氣體上升到大氣中，導致地球表面變暖。溫室氣體的增加也阻止熱量從低層大氣轉移到平流層，這樣平流層就會冷卻。冷的平流層會導致臭氧損耗，並促使臭氧損耗雲的形成，即極地平流層雲。臭氧越少，釋放的熱量越少，平流層的溫度就越低，這就增加了臭氧的損耗，形成一個惡性循環。
這幅圖像顯示了臭氧損耗的正反饋迴路。圖片來源美國國家航空航天局。在現實生活中出現這種反饋循環的一個例子是北極和南極上空的臭氧損失。當冬天來臨時，極地平流層的溫度下降到零下85攝氏度，比平流層的正常溫度還要低。這導致了極地平流層雲的形成。
03全球變暖
太陽是全球變暖的原因嗎？
太陽不是當前全球變暖趨勢的原因。雖然過去太陽輻射可能影響了地球的全球溫度，但這並不是目前全球變暖趨勢的原因。因為自1978年以來，衛星儀器已經直接測量了太陽的能量輸出，衛星數據顯示太陽輻照度略有下這表明，在過去幾十年裡，太陽並不是導致全球變暖的原因。
此圖比較了自1880年以來的全球表面溫度變化（紅線）和地球接收的太陽能（黃線），虛線顯示的是年平均水平。圖片來源NASA到底是什麼導致了全球變暖？
如前所述，目前全球變暖趨勢的真正原因是溫室氣體的增加。這些氣體吸收熱量並阻止熱量從大氣中散發出去，主要是由人類活動產生的。在所有的溫室氣體中，有5種排放最多。
二氧化碳：它是燃燒化石燃料、砍伐森林和生產水泥等過程的結果。它對全球變暖程度的53%負有責任，並在大氣中持續了200 - 30000年。甲烷：它是由畜牧業生產，特別是奶牛、農業和汙水處理等活動產生的。它造成了全球變暖程度的15%，並在大氣中平均持續了12年。滷代化合物：包括氟氯碳化物、氟氯碳化物和氫氟碳化物。它是諸如空調、電氣設備和製冷劑等化學品生產的結果。它對全球變暖水平的11%負有責任，並在大氣中持續不同的時間，從幾個月到數萬年不等。對流層臭氧：它與平流層中的臭氧不同。平流層的臭氧是好的，而對流層的臭氧是壞的。它對全球變暖水平的11%負有責任，並在大氣中停留數月。一氧化二氮：主要來自化肥和化學生產。它對全球變暖水平的11%負有責任，並在大氣中持續114年之久。
這幅圖顯示了溫室氣體的種類和豐富的大氣氣體。右邊的圖片是溫室氣體，左邊的不是。
04誤解背後的真相
在這4個說法中，只有2個是正確的。
首先，磁場正在加速減弱，兩磁極正在加速移動。
第二，如果磁場較弱，太陽輻射就會增加。磁場的一個主要作用是阻擋太陽風和太陽輻射。因此，如果磁場減弱，它就無法阻擋所有的太陽輻射，從而增加了地球受到的輻射。
第三，太陽輻射不會破壞臭氧層。真正的罪魁禍首是氯氟烴，這種物質以前可以在氣溶膠噴霧罐、空調和製冷劑中找到，也可以在極地平流層雲中找到。
第四，受損的臭氧層不會導致更多的全球變暖。大氣中溫室氣體的增加是全球變暖的主要原因。
因此，總的來說，地球磁場正在迅速減弱，而不斷增加的太陽輻射正在破壞臭氧層，從而導致更嚴重的氣候變暖，這種說法是錯誤的。