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我們的太陽,每天依靠核聚變釋放出大量的光和熱,孕育了地球和生命。與此同時,每時每刻還有大量的高能粒子從太陽表面離開,形成太陽風,摧殘著太陽系的各個天體。
值得慶幸的是,地球有著自己的磁場,可以抵禦太陽風,盡全力保護著地球生物和各種要素。可以說,如果沒有地球磁場,恐怕就不會有地球上的生命。
即便如此,地球的磁場也是有限的。太陽的輻射能力不是恆定不變的,而是遵循著一定的規律在變化,也就是太陽的活動周期。
太陽活動極小期
(圖片說明:2012年1月19日的太陽耀斑)
近些年來,大家越來越多地討論地球磁場翻轉的事情。其實,太陽的磁場也在翻轉,這也是目前科學家認為的太陽活動周期的來源。在磁極恰好翻轉的時候,太陽磁場也會進入最弱的狀態,也就是太陽活動的極小期(solar minimum)。當太陽活動進入極小期的時候,太陽黑子、耀斑和日冕等都會變得非常弱,反之則它們的數量會大大增加,我們就是通過這些觀測來判斷太陽處於什麼樣的活動階段。
當太陽活動比較強的時候,人類的電子設備就會受到幹擾和影響。因此,對於我們來說,如果太陽輻射能小一點,那就再好不過了。
我們現在知道,太陽的活動周期大約是11年,而我們目前正處於第24周期。雖然沒法完全確定下一次的極小期在什麼時候出現,但是科學家在2017年的時候曾經做過一個推測,那就是大約出現於2019-2020年出現。
(圖片說明:壯觀的日珥)
去年12月的時候,美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的太陽活動第25周期小組將極小期的時間範圍進一步縮小,預測為2020年4月(誤差為±6個月)。也就是說。這個極小期可能已經過去了,又或者尚未到來。當然,也有可能你在閱讀本文的同時,這個極小期已經悄然到來。
最小≠最好
但是,太陽活動的極小期也不是最好的狀態。因為在宇宙中,地球要面對的不僅是太陽的輻射,還有來自宇宙深處大量天體的輻射,如超新星爆發、中子星、超大質量黑洞等等。實際上,太陽風無時不刻不在與這些宇宙輻射對抗,靠近太陽的位置,太陽風強一些;遠離太陽的位置就要承受更多的宇宙輻射。二者基本平衡的位置,在距離太陽大約120個天文單位的地方,這個邊界叫做日光層。
而隨著太陽極小期的到來,宇宙射線也會入侵到太陽系內部,對地球造成幹擾。雖然地表有地球磁場和大氣層的保護,降低我們遭受宇宙輻射而患癌的風險,但對於太空中的太空人來說就非常危險了。
(圖片說明:天文學家在特殊波段下拍攝的太陽)
「在太陽的極小期,太陽磁場會減弱,對於宇宙射線的屏蔽作用也會降低。」美國宇航局戈達德太空飛行中心的太空人迪恩·佩斯內爾(Dean Pesnell)在2017年的時候這樣介紹過,「對於在太空中執行任務的太空人來說,這可能是一個更大的威脅。」
小冰河期?
近些年來,隨著全球變暖進程不斷加劇,反而有了一些相反的論調悄然興起。很多文章都在宣傳:隨著太陽活動極小期的到來,地球即將迎來一個小冰河期。
比如在1790年至1830年期間,太陽活動曾經進入了道爾頓極小期(Dalton Minimum)。巧合的是,這幾年的全球平均溫度也有所下降,比如德國Oberlach氣象站的紀錄就有超過20年的溫度低於2.0℃。正是這個現象,讓很多人以為我們又將迎來一個小冰河期,減緩全球變暖的進程。不僅在我國這樣,美國的一些私人媒體,也打著NASA科學家的名義(實際上根本沒說是哪位科學家),說道爾頓極小期可能會重新上演。
但實際上,地球氣候變化的原因非常複雜,從來都不是一兩個因素就能決定的。太陽活動也不例外,我們很難把1816年的無夏之年完全歸結於太陽活動。而且,目前的研究顯示,1816年的寒冷天氣更有可能是1815年印尼的坦博拉火山的激烈噴發所導致的,這也是這座火山在最近2000年以來爆發最劇烈的兩次之一。
那麼,火山爆發是否和太陽活動有關呢?實際上,科學家們目前還沒有得到結論,不同科學家的研究結果對兩種事件的周期也得出了不同的結論。但基本可以確定,二者之間沒有什麼關係。也就是說,即使從間接的角度來看,1816年的寒冷天氣也和太陽活動無關。
至於網上還有太陽活動極小期與地震之間的關係,更是無稽之談。2013年,就有科學家發表了論文,說明這兩個事件之間沒有一毛錢關係。
極小期到底有何影響?
那麼,太陽活動極小期到底對我們有何影響呢?
(圖片說明:2011年的一次太陽耀斑)
科學家指出:在極小期時,太陽的紫外線輻射會減少,其對地球的影響主要出現在平流層或者更高的位置上,可以使地球的大氣層略微收縮,減少對衛星的阻力。同時,我們也可以看看太陽活動較強時會發生什麼,來了解地球在太陽活動極小期的變化。
不過,對於全球氣溫來講,太陽活動的作用微乎其微,完全可以忽略不計。
因此,就像我們前面說的,與其擔心太陽活動極小期導致的小冰河期,還不如擔心宇宙輻射;與其擔憂極小期太陽輻射無法對抗宇宙輻射,我們更需要擔憂的,是另一件事。
比小冰河期更值得擔憂的是……
2月份的時候,NASA全球氣候變化小組公開指出:「人類燃燒化石燃料而產生的溫室氣體排放所造成的全球變暖,是太陽長時間內處於超級極小期(Grand Solar Minimum)所導致的降溫幅度的6倍。」
(圖片說明:美國太陽動力學觀測臺拍攝的太陽北半球一次活動爆發)
他們接下來還明確表示:「即使太陽活動超級極小期持續超過1個世紀,全球變暖的進程也不會改變。原因在於,除了太陽輸出的能量以外,還有更多因素可以影響地球的溫度,而目前最主要的一個,就是人類排放溫室氣體所導致的升溫。」
更何況,太陽目前遠遠沒有進入所謂的超級極小期。
研究顯示,和道爾頓極小期相比,我們今天的太陽活躍度顯然還是更高一些的。雖然目前的第24周期和之前的一些周期相比似乎弱得多,但究其本質,是因為前面幾個周期時的太陽過於活躍了。換句話說,不是第24周期的太陽不正常,而是前幾個周期的太陽有點離譜。此刻的我們,才正在一個相對穩定的太陽下生活。
(圖片說明:最近3個周期的太陽活動,可見第24周期的活躍度要低得多)
至於小冰河期的說法之所以流傳如此廣泛,主要是以下幾個原因,:
道爾頓極小期恰逢全球寒冷,才有了這樣的基礎;
很多人沒有相關知識,把太陽活動極小期簡單地理解為太陽降溫;
而小冰河期說法的流行,自然與全球變暖進程有著密不可分的關係。這一方面是人們對於全球變暖的牴觸、希望重新降溫的美好願望,另外也和一些人想要博眼球有關。
正如NASA和NOAA所指出的那樣,不論極小期會不會導致氣候寒冷,它們的作用在人類排放的溫室氣體面前也顯得微不足道。與其傻傻地等著太陽極小期「拯救」我們,不如選擇自救。就像中國的那句古話一樣:「天作孽,猶可恕;自作孽,不可活。」