独木帆 >首页 >科学 >正文

太阳将现400年一次的异常低温

漫步宇宙 2018-02-11 23:02:03 阅读:

科学家发现,太阳的黑子活动正在减少,磁场正在减弱,紫外辐射平也在下降,在为期400年的活动周期内即将出现一次冷却现象;但是,太阳的这种冷却现象却不能停止地球的气候变暖情况。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家研究发现,太阳的太阳黑子活动正在减少,太阳磁场正在减弱,紫外辐射水平也在下降。太阳给地球带来生命,它在为期400年的活动周期内即将出现一次冷却现象,但是,太阳的这种冷却现象却不能缓解地球正在发生气候变化情况。

太阳辐射指太阳以电磁波的形式向外传递的能量,是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。太阳辐射所传递的能量,称太阳辐射能。地球所接受到的太阳辐射能量虽然仅为太阳向宇宙空间放射的总辐射能量的二十二亿分之一,但却是地球大气运动的主要能量源泉,也是地球光热能的主要来源。

太阳将现400年一次的异常低温

太阳还存在一个为期11年的冷热变化周期,现在,太阳正走向辐射输出的最低值,这会导致地球温度下降零点几摄氏度,搅乱地球的气候模式,人们将面临冷夏、严冬以及粮食种植季节缩短的威胁。

德国科学家塞瑟尔·海因里希·施瓦布从1826年到1843年,每天仔细观察太阳表面,记录太阳上的黑子数,经过17年间的长期艰辛观测,他于1843年发表了一篇题为《1843年间的太阳观测》的论文,文章指出:“太阳的年平均黑子数具有周期性的变化,变化的周期约十年”。

时任伯尔尼天文台台长的鲁道夫·沃尔夫读了施瓦布的论文后,开始用望远镜观测太阳黑子。除进行观测以外,他还搜集整理了此前的太阳黑子观测资料,其中包括伽利略及其同时代观测者留下的资料。沃尔夫经过几年的仔细观测和精心的资料整理,发现太阳黑子数变化周期平均为11.1年。观测到的最短黑子周期为9年,最长黑子周期为14年。不同周期之间和太阳黑子数的变化也非常明显。到1852年他还发现地磁活动和极光与太阳活动有关。沃尔夫提出,将太阳黑子数从一个极小到另一个极小之间的事件定为一个周期,并将1755年之1766年的周期定为第一个太阳活动周期。

等到了2050年,我们的太阳将会出现异常的低温现象。这就是科学家所命名的太阳辐射最低值,这个科学名词的含义是,太阳在11年的冷热周期中出现了异乎寻常的极低温度。

太阳在冷热周期过程中,其暴虐的太阳核心将会在狂暴和平静中反复循环:

在太阳出现极大值时,太阳核心的核聚变会在太阳沸腾的表面形成高耸的磁场圈,喷发出更为强烈的紫外辐射,形成更多的太阳黑子和耀斑。

太阳活动较为平静时,太阳表面会显得较为安静。太阳放射的紫外幅射也会减少。

目前,科学家正在搜寻着天空,查阅着历史,他们想要在目前的太阳活动周期中发现更为长期的太阳活动循环过程。

太阳将现400年一次的异常低温

太阳沸腾表面的磁场圈

太阳将现400年一次的异常低温

科学家研究发现,每经过400年的时间,太阳就会经历一次极为特殊的低温现象。

太阳辐射最低值

科学家研究发现,太阳在十七世纪出现过一次特殊的低温时期,这一发现给研究工作提供了一些指导和帮助。

太阳在1645和1715年之间出现过一次极低温度时期,导致全球气温骤降,这一时期被称为“蒙德极小期”。

蒙德极小期指的是1645年至1715年左右的一段时期。当时的观测者注意到太阳黑子非常罕见,太阳学家爱德华·沃尔特·蒙德在研究那段时期的记录资料时,发现这段期间的太阳黑子非常稀少,因此以他的名字来命名。

蒙德极小期同目前所熟知的太阳活动周期性观念有矛盾,因而也涉及对太阳活动规律和物理机制以及日地关系物理本质的认识。目前,对蒙德极小期究竟是否存在,争论颇大。但在1970年代对历史资料的新研究和树木年轮中放射性碳-14数量的分析,完全消除了这些怀疑,研究表明,17世纪后半叶,太阳确实是平静的。

在这一时期,英国泰晤士河的河水每个冬天都会结冰。波罗的海覆盖着冰层,导致瑞典军队无法穿越波罗的海参与1658年对丹麦的侵略战争。

但是,这种太阳导致的低温现象也存在着一些异常情况。当时的气候模式受到了干扰,导致阿拉斯加及格陵兰地区出现了高温情况。

太阳将现400年一次的异常低温

国际紫外探测卫星对太阳的短波观测

科学家对太阳系附近类似于太阳的恒星进行了观测研究,还向太空发射了国际紫外探测卫星收集观测数据,科学家将历史记录同这些观测结果及卫星数据结合在一起进行了认真研究。

1978年发射升空的国际紫外探测卫星,是第一个国际性的空间天文台,由美国、英国和欧洲航天局三方运营。这颗主要用于紫外光谱观测的天文卫星在超过19年的观测时间里,对不同的天体进行了10万次以上的观测,这些天体包括:行星、彗星、恒星、星际气体、超新星、行星极光、星系和类星体等。该卫星口径虽然只有45厘米,却标志着紫外天文学已经发展成熟,并日渐取得可观的成果。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的物理学家丹·卢宾通过计算,对下一次太阳辐射最低值出现时,太阳的降温情况进行了预测。

丹·卢宾领导的研究小组撰写了研究报告--《国际紫外探测卫星对太阳相似恒星的短波观测发现,太阳辐射最低值时期的紫外通量将会下降》,这篇研究报告已发表于《天体物理学通讯》杂志。紫外辐射通量又称紫外辐射功率,指单位时间内通过某一截面的紫外辐射能,是以紫外辐射形式发射、传播或接收的功率,单位为W(瓦),即1W=J/s(焦耳每秒)。目前测量紫外辐射通量的方法一般是通过直流电置换辐射通量的等价置换原理进行的。

该研究报告称,太阳输出的能量可能会比太阳活动极小期还要少7%。

研究报告通过研究最近几次的太阳降温过程发现,数十年之后将会出现太阳辐射最低值。

美国国家大气研究中心科学家领导的一项科学研究发现,太阳活动周期与地球全球气候之间存在重要关联,太阳活动的高峰期和活动的余波能够影响地球,导致地球太平洋热带出现类似拉尼娜和厄尔尼诺的现象。

太阳黑子的活动周期为11年,在整个周期中,太阳到达地球的总能量变化仅为0.1%。数10年来,科学家一直在试图将抵达地球的太阳能量的变化与地球的自然天气和气候变化关联起来,同时将太阳能量变化对地球气候的影响与人类活动对气候的影响区别开来。

美国国家大气研究中心科学家吉罗德·米尔认为,他们的研究建立的新机制能帮助了解太阳活动高峰时对太平洋热带地区的影响。事实上,太阳释放的能量处于峰值时,它对热带地区的降雨量和世界许多地区的天气体系具有微妙但长远的影响。

研究表明,在太阳活动高峰期,太阳加热上空无云的太平洋地区导致海水蒸发加剧,从而增强了热带降雨和刮风,同时导致东太平洋降温。虽然1至2度的降温发生在东太平洋较远的地区,但是上述海水蒸发、降雨刮风和降温等一系列情况产生的结果类同于出现了一次拉尼娜现象,只是其强度只有典型的拉尼娜现象的一半。

太阳将现400年一次的异常低温

虽然太阳辐射输出的最低值仅会导致地球表面温度下降零点几摄氏度,但却能够对地球的气候模式形成严重影响。

太阳辐射

处于安静时期的太阳会对环绕其运行的行星造成非常明显的影响。

卢宾说,地球的平流臭氧层会在太阳安静时期变薄。臭氧层的主要作用是抵御紫外线,长期暴露在紫外线下会导致细胞癌变,对动植物是有害的。近年来,温室效应日趋严重,南极上空的臭氧层稀薄范围越来越大,对自然环境造成了影响。没有臭氧层的保护,太阳的紫外线就会大量的倾斜到地球表面,很多生物无法承受巨量的太阳紫外照射。

这一现象会影响大气层的绝缘效果,进而导致其他影响的发生,地球上风的运动及气候模式也会发生重大变化。

但卢宾警告说,这一状况并不会改变当前地球正在变暖的趋势。

“地球大气层的二氧化碳浓度正在升高,导致地球变暖并引起气候变化,太阳辐射最低值的降温效果仅为影响地球气候变化的因素之一,并不足于改变全球变暖的趋势,”研究小组在一份声明中说。

“在过去的几十万年时间里,地球大气二氧化碳浓度从来没有超过300ppm,但工业革命开始之后,目前却已经超过了400ppm。”ppm属于体积含量的单位,即百万分之一。例如,空气中二氧化碳浓度300ppm的含义是每立方米的空气中含有640ml的二氧化碳。

科学家通过计算模拟了太阳辐射最低值对地球当前气候造成影响,模拟结果发现,太阳的加热效果会出现0.25%的降低,降低现象将出现于2020年至2070年,能够持续50年的时间。

在刚开始的几年内,全球平均表面气温会降低零点几摄氏度,之后,降温效果将会出现快速发展的趋势。

“地球即将经历的太阳辐射最低值只能延缓、但不能停止全球变暖现象,”研究小组称。

“研究工作给我们带来了一个基准参照体系,能够帮助我们更好地进行气候模型模拟研究,”卢宾说:“我们因此而能够更好地研究太阳紫外辐射的变化将会如何影响地球气候变化。”

独木帆(www.xieshudeng.com)版权所有 桂ICP备17010736号 关于我们 | 广告服务 | 诚聘英才 | 联系我们 | 免责申明 | 举报投诉须知