没有迫在眉睫的“迷你冰河期”

带有日珥的太阳图片(日珥是从太阳表面延展出来的巨大明亮物体)
Credit: ESA/NASA

“房间里的粉红色大象”时间:如果未来几十年太阳的能量输出减少,那么就没有即将到来的“冰河时代”或“迷你冰河时代”。

在太阳生命周期中,太阳会经历能量输出的变化。 其中一些发生在正常的11年高峰期(许多黑子)和低活跃度(黑子较少),这是可以预见的。

上图比较了自1880年以来全球表面温度变化(红线)和地球每平方米接收的太阳能量(黄线),以瓦特(能量单位)为单位。细 线显示了每年的数据,粗线是11年的平均值。 十一年平均值用于减少数据中的噪声数据,从而使内含的趋势更加明显。

自1950年代以来,地球所接收的太阳能量一直遵循太阳11年的周期,此后一直没有净增加。 同期,全球温度显著上升。 因此,在过去的半个世纪中,太阳极不可能是引起观测到的全球温度变暖趋势的原因。图片来源:Credit: NASA/JPL-Caltech

但是每隔一段时间,太阳就会安静更长的时间,经历更少的太阳黑子并释放更少的能量。 这被称为“太阳活动极小期”,上一次太阳活动极小期发生的时间与“小冰河时期”相吻合(北半球在太阳活动极低的时期,大约从公元1650年到1715年, 火山气溶胶冷却和低太阳活动的结合产生了较低的地表温度)。

Source: The University of Colorado’s LASP Interactive Solar Irradiance Datacenter

虽然研究人员有时会预测,即将到来的太阳周期可能会表现出长时间的太阳活动极小期。但是,这种预测的模型仍然不足以预测天气,因此也没有定论。

但是,如果发生了这样的“太阳活动极小期”,那么它会产生多大的影响呢?就气候作用力而言(可能将气候推向特定方向的一个因素),太阳能科学家估计它将约为-0.1 W / m2,这与当前二氧化碳(CO2)浓度增长约三年的影响相同。

因此,新的“太阳活动极小期”仅能抵消人类活动造成的几年变暖效果。

这意味着什么?人类燃烧化石燃料所产生的温室气体排放所导致的变暖效果,可能比延长数十年的“太阳活动极小期”所造成的降温效果要大六倍。

即使太阳活动极小期将持续一个世纪,全球温度仍将继续变暖。除了太阳输出的变化以外,还有更多的因素会改变地球的温度,而当今最主要的是人为引起的温室气体排放所导致的变暖。

相关文章:太阳在气候变化中的作用是什么?

太阳为地球上的生命提供能量; 它让地球足够温暖使我们能够生存。 它还会影响地球的气候:我们知道地球绕太阳轨道的细微变化导致了过去冰河时代的交互。 但是,过去几十年来的气候变暖速度太快,无法与地球轨道的变化联系在一起,而且其变化幅度之大也证明了它不是由太阳活动引起的。

太阳并不总是以相同的亮度发光, 它会稍微变亮和变暗,大约需要11年才能完成一个太阳周期。 在每个周期中,太阳的活动和外观都会发生各种变化。 太阳辐射的水平会上升或下降,太阳喷射到太空中的物质数量以及黑子和太阳耀斑的大小和数量也会上升或下降。 这些变化会对太空,地球大气层和地球表面产生各种影响。

当前的太阳周期,即第24太阳周期,始于2008年12月,但活动性不如前两个。 预计它将在2020年的某个时候结束。科学家们还没有信心知道下一个太阳周期可能有多强。

太阳周期对地球气候有什么影响?

联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)表示,当前的科学共识是,太阳活动的长期和短期变化在地球气候变化中仅扮演很小的角色。 实际上,人类产生的温室气体含量增加带来的变暖效果实际上比近期太阳活动的变化影响强很多倍。

40多年来,卫星一直观测到太阳的能量输出,在此期间,其能量输出的上升或下降的幅度不到0.1%。 自1750年以来,人类在燃烧化石燃料时产生的温室气体造成的气候变暖,是同一时期内从太阳产生的轻微额外变暖的50倍以上。

我们是否会进入“太阳活动极小期”? (这会减缓全球变暖吗?)

如上所述,太阳目前的黑子活动水平较低。一些科学家推测这可能是“太阳活动极小期”的开始,这是几十至几百年的漫长低太阳活动时期。而另一些科学家则说,没有足够的证据支持这一立场。在极小时期,太阳磁场减弱,黑子很少出现,并且更少的紫外线辐射到达地球。

最近的最大事件 — 1645年至1715年的“蒙德极小期(Maunder minimum)”与“小冰河时代”(Little Ice Age)(13世纪至19世纪中叶)重叠。尽管科学家们继续研究延长的太阳极小期是否可能导致气候变冷,但几乎没有证据表明是蒙德极小期引发了小冰河时代,或者至少不是完全由它引起的(值得注意的是,小冰河时代是在蒙德极小期之前开始的)。当前关于小冰期形成原因的理论认为,海洋循环的自然波动、人类土地利用的变化以及太阳不活跃导致的降温等因素也起到了作用;总体而言,火山气溶胶引起的降温很可能起了主要作用。

近年来,有几项研究探讨了“太阳活动极小期”对全球地表温度的另一种影响。这些研究表明,尽管极小值可能会使地球降温达0.3摄氏度,但这充其量只能减慢全球变暖,不会逆转人为造成的全球变暖。到达地球的能量会略有下降;但是,目前的二氧化碳浓度增长仅需三年即可消去这下降的效果。此外,太阳活动极小期将是温和和暂时的,一旦活动结束,全球气温将迅速回升。

此外,即使是延长的太阳活动极小期或蒙德极小期,也只会短暂而微小地抵消人为导致的变暖。

有关太阳周期的更多信息:https://scijinks.gov/solar-cycle/

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