科學探索:太陽活動周期與太平洋海水溫度異常變化相關
來源:環球科學
發布時間:2021-04-26
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科學探索:太陽活動周期與太平洋海水溫度異常變化相關

(圖片來源:Pixabay/ CC0 Public Domain)

一項新的研究表明,太陽周期的結束與(yu) 太平洋從(cong) 厄爾尼諾(El Nino)現象向拉尼娜(La Nina)現象的轉變存在相關(guan) 性,這表明太陽活動的變化可以驅動地球上的季節性氣候變化。

如果《地球與(yu) 空間科學》(Earth and Space Science)上所概述的聯係成立,厄爾尼諾事件和拉尼娜事件的可預測性將會(hui) 大大提高,這些事件會(hui) 對陸地氣候產(chan) 生廣泛的季節性影響。例如在拉尼娜期間,美國南部區域趨於(yu) 溫暖幹燥,北部則趨於(yu) 寒冷潮濕。

美國國家大氣研究中心(NCAR)的科學家、該論文的合著者Scott McIntosh說:“來自太陽的能量是整個(ge) 地球係統的主要驅動力。使得地球上的生命能夠存在。盡管如此,科學界仍然不清楚太陽活動的變化對地球天氣和氣候事件的影響。這項研究表明我們(men) 有理由相信這樣的影響確實存在,也解釋了為(wei) 何我們(men) 過去可能忽略了這些聯係。”

這項研究由馬裏蘭(lan) 大學巴爾的摩分校(University of Maryland-Baltimore County)的Robert Leamon領導,由NCAR的Daniel Marsh合著,並由美國國家科學基金會(hui) (National Science Foundation)和美國宇航局(NASA)的Living With a Star項目讚助。

厄爾尼諾(El Nino)現象 (圖片來源:By Fred the Oyster - Own work; derived from NOAA/PMEL/TAO diagrams)

拉尼娜(La Nina)現象 (圖片來源:By NASA image by Jesse Allen, using AMSR-E data processed and provided by Chelle Gentemann and Frank Wentz, Remote Sensing Systems. - NASA Earth Observatory

使用新的太陽鍾

早在數百年前,人們(men) 就已經觀察到太陽活動變化的標誌——太陽黑子的出現和消失是周期性的。黑子數目的增加和減少大約以11年為(wei) 周期發生,但這一周期沒有明確的起點和終點。周期長度的模糊性使得科學家很難將這一11年周期與(yu) 地球上所發生的變化進行匹配。

而在這項新的研究中,研究人員依靠更加精確的22年“時鍾”來獲取太陽磁場周期變化所產(chan) 生的太陽活動。近期在同行評審期刊上發表的一些伴隨研究中,研究者將這概述為(wei) 比11年周期更為(wei) 常規的替代研究方案。

根據最近的研究,太陽兩(liang) 極出現環繞太陽的帶有相反電荷的磁性帶,標誌著22年周期的開始。在一個(ge) 周期中,磁性帶向赤道附近移動,導致黑子在中緯度地區出現。當磁性帶在赤道附近相遇並發生湮滅,周期隨之結束,研究團隊稱之為(wei) 終止事件(terminator event)。這些事件為(wei) 一個(ge) 周期的結束和下一個(ge) 周期的開始提供了精確的標誌。

研究人員將這些終止事件與(yu) 1960年起的太平洋熱帶海洋表麵溫度進行比對。他們(men) 發現從(cong) 那時起直到2010-2011年間,5次太陽活動周期的終止時間均與(yu) 太平洋由厄爾尼諾現象到拉尼娜現象的轉變吻合。並且正在發生的最近一個(ge) 太陽周期也與(yu) 拉尼娜現象的開始相吻合。

Leamon說:“我們(men) 並不是最早研究太陽活動變化對地球係統變化的驅動效應的科學家。”“但我們(men) 是最早使用22年‘太陽鍾’的人。(我們(men) 的)結果表明,5個(ge) 連續的周期終結均與(yu) 厄爾尼諾現象的振蕩聯係在一起,這不太像是巧合。”

實際上,研究人員使用統計分析確定了這一聯係隻是巧合的概率。他們(men) 發現,終止事件與(yu) 海洋溫度變化的吻合隻是巧合,這一事件隻有1/5000甚至更少(取決(jue) 於(yu) 統計檢測手段)的概率隨機發生。這組作者說,既然第6次終止事件以及相應的2020年太陽新周期的開始也與(yu) 拉尼娜事件同時發生,隨機的可能性就更小了。

這篇論文並沒有深入探討太陽與(yu) 地球之間導致這一關(guan) 聯的具體(ti) 物理聯係。但作者指出,有幾種可能性值得進一步研究,包括太陽磁場對逃離太陽並最終轟擊地球的宇宙粒子數量的影響。但是,宇宙射線量變化與(yu) 氣候變化之間可靠的物理聯係也尚未確定。

McIntosh說:“如果進一步的研究能夠確定兩(liang) 者之間存在物理聯係,並且太陽活動的變化確實引起了海洋的變化,那麽(me) 我們(men) 對厄爾尼諾事件和拉尼娜事件的預測能力或許能夠提高。”

翻譯:武大可

審校:戚譯引

引進來源:美國國家大氣研究中心

本文來自:環球科學


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