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太阳亮度的微小变化可能改变地球气候
发布日期:2012-06-05 18:16:33    点击次数:10751        

 

    最近几十年里,科学家们注意到很多气候现象——海水升温,热带降雨量增加,亚热带云层减少,信风增强——似乎都与太阳的11年活动周期有关。该周期是由于太阳输出变化而引起太阳黑子衰退和流动。
 
    新型电脑模型暗示人们,太阳的力量可能会改变天气模式。
    事实上,太阳的变化会对地球的气候产生巨大的影响。太阳亮度的微小变化,能够对我们星球的天气和气候产生巨大的影响。根据8月28日最新出版的《科学》杂志,科学家们对此进行了详尽的解释。
    最近几十年里,科学家们注意到很多气候现象——海水升温,热带降雨量增加,亚热带云层减少,信风增强——似乎都与太阳的11年活动周期有关。该周期是由于太阳输出变化而引起太阳黑子衰退和流动。
    这种变化相当于每平方米0.2瓦特的功率——太微弱了,不足以解释像海面温度升高这样的现象。因此涌现出很多理论来解释其中的巨大差异:同温层的臭氧变化,使无云的区域阳光增强,甚至宇宙射线也发生变化。但是没有任何理论本身能够解释该现象。
    如今,使用电脑模型可以将臭氧化学和当太阳光增强时亚热带云层减少的事实联系起来。位于科罗拉多州的国家气候研究中心的气候科学家,格纳德·米尔,及其同事复制了上个世纪的可观测的循环气候现象,例如阳光强度的强弱变化。米尔解释道,“尽管(阳光变化)对于地球,平均算来是很微小的,但是在某些地方,它的作用可能很强”。他说,同温层臭氧化学及亚热带云层的变化,会联合起来互相影响,使太阳的作用力量增强。
如果该模型是正确的话,那么该机制将是这样运作的:当太阳达到最大强度时,热带同温层的臭氧能后吸收不断增强的紫外线阳光的更多热量,同时其周围温度也会上升。反之,也会增加臭氧的产生。(升高的温度加速氧分子的分解,因此,产生的自由氧离子可以和其他的氧分子结合,形成臭氧。)臭氧继续升温,该循环继续运行,使得全球臭氧量增加2%。但是这种改变也会影响同温层本身的循环,进而改变大气最底层,也就是对流层的循环。通过影响风,而影响我们所遇到的天气。
    同时,在太阳光强度增强时,辐射也会增强。这会使云层相对稀薄地区的海面吸收更多的热量,加速海水蒸发。从而信风会增加含水量,将更多的海水带回到热带,增加那里的降雨量。这同时也帮助增强了向上的对流,导致亚热带晴空无云。反之,增强的向下的压力,也会是亚热带的太平洋地区,云量减少2%。米尔说,“你可以从根本上将整个系统循环起来”。
但这套模型不能准确地复制现实世界的情况。现实中,当太阳光强的时候,东太平洋海水温度降低大约0.8摄氏度,而该模型只能模拟出0.6摄氏度的降温。这套模型也不能模拟出地球的变化。米尔说,其他因素也同时在起作用,即使是最好的计算机模型也只能初步地模拟现实气候的复杂性。
    现如今,太阳正处于黑子活动的低潮期,就像“蒙德极小期”在17世纪,产生了小冰期,为欧洲降温,并且对中国封建王朝的没落也有影响。并且,在20世纪后半叶,太阳的辐射输出相对稳定的情况下,地球温度仍然在升高——去除我们星球本身就是全球变暖的直接热源因素。
尽管如此,研究开始通过解释太阳辐射变化对地球产生巨大影响的角度,来解释其物理机制。那意味着,在下次太阳活动周期中的活跃期,太阳的亮度能够产生拉尼娜现象——太平洋赤道附近,海水的不正常变冷现象。米尔预测,“该模型将能演示出拉尼娜现象,尽管有些微弱”。
    译自科学美国人。
    (本文来源:网易探索 作者:Scandal)
 
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