從太陽源頭探討全球氣候變化

資訊來源：www.processserverriverhead.com 發(fā)布時間：2018-01-16 14:25:02　訪問量：2275 次

• 　太陽作為離地球**近的恒星，是地球氣候系統(tǒng)**基本的能量源，同時也是空間天氣擾動的主要源頭。從長時間尺度看，太陽活動顯然會對地球氣候產(chǎn)生一定影響。但在百年和十年這樣相對較短的時間尺度上，其對氣候的影響，尤其對近一百年來氣候變暖的影響和貢獻(xiàn)如何，卻一直存在爭議。

  　　太陽活動影響氣候系統(tǒng)的機(jī)制主要可以分為三大類：**類是“自下而上”機(jī)制，太陽總輻照度可以直接驅(qū)動地球的能量收支過程，這是太陽影響氣候的**直接途徑。第二種為“自上而下”機(jī)制，即太陽紫外輻射變化能引起地球中高層大氣物理化學(xué)性質(zhì)的變化（比如臭氧的變化），通過行星波作用等將變化傳遞到對流層，引起天氣氣候變化。第三種是能量粒子（包括太陽能量粒子和銀河宇宙射線）機(jī)制，太陽通過高能粒子影響云形成的微觀物理過程來影響氣候。前兩種都與太陽輻射有關(guān)（前者與總輻射有關(guān)，后者主要與紫外輻射有關(guān)），第三種則與能量粒子有關(guān)。

  　　地球表面溫度變化與太陽周期控制

  　　太陽總輻照度是大氣層上層從太陽接收的總能量。太陽對地球表面溫度變化的影響主要由平均長度為11年的太陽周期控制?！翱茖W(xué)家利用太陽黑子數(shù)、太陽活動周期長度、地磁指數(shù)等數(shù)據(jù)對太陽輻照度變化進(jìn)行建模測量。結(jié)果表明，1750年后，太陽總輻照度的變化在0.1%至0.6%之間?！眹H知名太陽物理學(xué)家保羅·布雷克說。

  　　據(jù)IPCC第五次評估報(bào)告稱，太陽平均11年的周期性變化可以解釋全球溫度波動值在太陽活動**低期與**高期之間為何為0.1℃左右。在20世紀(jì)初，太陽活動的長期增長趨勢以及內(nèi)部變率、溫室氣體的增加和火山活動的間斷等，可能會放大這一周期內(nèi)的升溫情況。然而，它卻不能解釋自20世紀(jì)70年代末以來所觀測到的增長。其中，從1986年到2008年太陽總輻照度甚至略有下降的趨勢。

  　　1880年至2012年，全球海陸表面平均溫度呈線性上升趨勢，升高了0.85℃；2003年至2012年，平均溫度比1850年至1900年平均溫度上升了0.78℃，這無法由太陽周期變化解釋。

  　　與太陽總輻照度的變化幅度相比，紫外輻射的波動要大很多，可以達(dá)到6%至8%。紫外輻射對加熱平流層和臭氧尤其重要。其被平流層吸收后，可導(dǎo)致平流層溫度上升，有助于風(fēng)的生成，從而影響下層天氣。例如，平流層中的強(qiáng)風(fēng)可使急流增強(qiáng)。在太陽**小期，平流層接收到的紫外輻射減小，風(fēng)力降低，急流也就相應(yīng)減弱，從而使天氣系統(tǒng)滯留時間延長，導(dǎo)致**端天氣事件發(fā)生。此外，紫外輻射可影響臭氧含量的高低。因此，科學(xué)家認(rèn)為紫外輻射的波動在一定程度上影響了氣候變化。

  　　太陽影響對氣候可能有弱的降溫作用

  　　IPCC第五次評估報(bào)告顯示，在1951年至2010年期間觀測到的全球地表平均溫度上升中，**過一半**可能是由人為增加的溫室氣體濃度和其他人為影響共同造成的。**近的模式研究結(jié)果也表明，20世紀(jì)上半葉，全球增暖主要?dú)w因于自然因素，其中相當(dāng)程度上源于太陽影響的增加；而20世紀(jì)下半葉和21世紀(jì)初，增暖主要是由于溫室氣體排放。而對于**近20年的情景，有研究認(rèn)為，太陽影響可能對氣候起到一個弱的降溫作用。

  　　布雷克說：“人類活動或自然氣候變率均無法單*解釋過去150年間的溫度變動。無論造成過去氣候變化的機(jī)制是什么，這種機(jī)制對于解釋當(dāng)前的氣候變化可能仍然適用，將來也很可能繼續(xù)適用。我們需要不斷改進(jìn)氣候模式，并將自然氣候變率更好地納入進(jìn)來。我們少有能夠確定的是，太陽在未來*年中將不會恒定不變。此外，不同的太陽活動或人類活動影響可能限制在某些具體區(qū)域，而不是全球尺度，并且其對氣候的影響也可能并不會立即產(chǎn)生作用。”

  　　太陽活動和氣候系統(tǒng)的變化都非常復(fù)雜，尋找、厘清甚至量化這兩個復(fù)雜系統(tǒng)的關(guān)系難上加難，即使找到二者的關(guān)系，要將人類活動引起的氣候變化與太陽周期性變化引起的氣候變化剝離開更是困難重重，更何況相關(guān)關(guān)系并不等同于因果關(guān)系。很多研究結(jié)果表明，氣候響應(yīng)有明顯的區(qū)域性差異，不少科學(xué)家認(rèn)為這可能涉及信號放大機(jī)制和系統(tǒng)敏感性問題。因此，在區(qū)域尺度上，未來的研究需高度重視局地氣候系統(tǒng)的作用。