2030年,太阳活动让地球进入小冰期?太阳是地球气候形成的原始驱动力,太阳活动对气候变化的影响是一个古老的研究课题,也是一个崭新的研究领域。当记者走进国家天文台太阳预报中心首席研究员王华宁的会议室时,他已就英国诺桑比亚大学女科学家Valentina Zharkova团队的一项研究工作接待过好几家媒体了。
Zharkova等的研究结果其实早在2014年11月就已在学术期刊The Astrophysical Journal上发表。2015年7月5日,英国皇家天文学会主办的国家天文会议在威尔士开幕,Zharkova再次报告了其研究结论:根据其研究团队建立的太阳活动预报模型推测,2030年左右太阳活动将会急剧减弱。英国《每日邮报》对此进行了报道,并称届时地球将有可能进入一个小冰期。
随着中国媒体纷纷转载、跟进,Zharkova等的研究结果迅速“红”遍中国。
作为一位太阳物理领域的科学家,王华宁对这项研究的态度远比公众和媒体冷静,只是这项研究为他带来了不少“解读”工作。他介绍说,Zharkova的研究属于太阳活动预报研究的领域,而太阳活动规律是非线性的,太复杂了,很难通过一个研究模型来得出一个准确无误的预报结论,历史上也出现过对一两个周期预测成功,但接下来又失败的案例。
当然,这项研究的结论并不使其他科学家震惊,因为太阳活动近年确实有变弱趋势,这一点可以从太阳活动最显著的特征之一——太阳黑子的观测结果看出。历史上也曾经出现过一段没有观测到太阳黑子的时期,就是有名的蒙德极小期(1645—1715年)。当时太阳活动微弱,全球气候寒冷,伦敦泰晤士河都被冻到结冰。
一个更重要的问题是,太阳活动长期趋势的预报是一项持续的研究,全世界一直没有停止过。
中科院院士、国家天文台研究员汪景琇说,Zharkova研究团队提出了对太阳活动长期变化的一种新思考,他们建议,太阳背景磁场有两个极性相反的主导分量,具有不同的传播方式,与太阳发电机波相联系。Zharkova等据此预报第25和26活动周太阳背景磁场将明显减弱,从而导致太阳活动水平降低。国内太阳物理学家差不多十年前开始了相关探索。
2007年,优秀青年学者姜杰和印度科学院院士Choudhuri等合作,基于磁通量扩散转移发电机理论,预测第24太阳活动周是百年来最弱的活动周,并为迄今为止的太阳观测所证实,他们发表于Physical Review Letters和Monthly Notices of the Royal Astronomical Society的论文得到国际学术界广泛的正面评价,是第一个成功的基于发电机理论计算的太阳活动周预报。
虽然是众多太阳预报工作中的一项,Zharkova团队的工作还是十分重要的,其真正的意义在于提示了一个十分重要的问题:太阳活动水平对气候变化的影响。太阳活动会不会变弱,从而导致全球变暖趋势停滞?它提出了这种可能性——宇宙的演化、太阳活动的变化可能影响地球气候和人类生存环境的长期变化。
从历史经验看,太阳活动对气候的影响不能忽视,近年来太阳活动的变化尤其值得气候学家警惕——太阳活动变弱的趋势不断得到验证。
太阳活动与气候变化的关系比较复杂,目前主流科学家仍然更多地关注人类活动对现代气候变化的影响。对现代气候变化,尤其是工业文明以来的全球气候变暖来说,已知的情况都显示太阳活动对气候变化影响较小;政府间气候变化专门委员会(IPCC)历次的评估报告也得出了同样结论。
但IPCC报告也同时指出,太阳活动对气候的影响仍有较大的不确定性。作为一个探索性的项目,肖子牛课题组的进展比较艰难,但也还是有了一些初步进展。过去一般用太阳辐射强度来讨论太阳活动对气候的影响,但它对气候的影响非常小,比人类活动的影响小一个数量级以上。但由于太阳活动对气候变化的驱动机制目前并不完全清楚,其中有很多的不确定性,有可能存在一种放大机制,使得太阳活动对气候的影响远远超出传统的估计。
太阳是地球气候形成的原始驱动力,太阳活动对气候变化的影响是一个古老的研究课题,也是一个崭新的研究领域。现在气候变化对人类的影响日益重要,这个问题又被重新提出来,而且越来越多的人开始关注它了。虽然我们很难确定2030年的泰晤士河是否会再次结冰,但是可以确定,太阳活动对气候变化影响的研究会越来越深入。