主题:我们将进入太阳黑子延长极小期? -- PBS
在6月12日至16日,美国天文学会太阳物理分会在新墨西哥州立大学Las Cruces校区举行了2011年会(SPD Meeting 2011)。14日早晨。太阳物理分会通知有关媒体在美东下午1时将有重要消息发布,大家当时的第一个反应就是可能最近太阳活动活跃,耀斑磁暴不断,美国宇航局(NASA)和英国气象局(Met Office)正在讨论如何防止输电网被磁暴瘫痪的问题,也许有个什么美英双边太阳活动研究计划要签署。
到了发布时间,太阳物理分会宣布就在进行中的年会上,美国科学家们发表的研究结果显示,太阳活动正在进入一个不寻常阶段---目前太阳活动的迹象提示太阳可能进入极小期,一个类似历史上的蒙德极小期可能会发生,更为令人震惊的是,学会宣称下一个太阳周期(第25周期)可能消失,不出现了。
不是太阳第24周期最近活动很热闹吗,怎么又出现极小期的结论呢,是不是来的太快了?
一看新闻稿就觉得有名堂:三个不同的研究都证明我们头顶上的太阳最近的确不寻常,而这个不寻常的蛛丝马迹则是老早就有了的。
我们来看看三个研究结果到底是怎么回事。
第一个研究就是我在西西河里讨论过的W. C. Livingston和 M. Penn两个数黑子的家伙的工作:他们还是在操老行当,数黑子,测磁场,量温度,那个磁场强度还在下降--还差500高斯就基本跟黑子拜拜了:
说句老实话,他们两位还是在炒冷饭,趋势基本上就是这样,要看黑子真正消失得等到2015年,没有什么可以说是已经是决定性的。
另外两个结果之一是来自国家太阳天文台(National Solar Observatory ,NSO),是美国国家光学天文台(NOAO)下属的专门进行太阳观测的天文台。
NSO的Solar Synoptic network(太阳综合网络)副主任Frank Hill领导的研究小组工作主要是分析太阳上的射流(jet stream)行为。
太阳的射流据认为是保持太阳表面磁场的一个重要因素。这个射流的位置在太阳周期的高峰和低谷是不同的,在正常的太阳周期在峰顶时射流在太阳低纬度区,当周期趋向谷底时,射流集中向极区移动,在那里达到最高值:
一般在上个太阳周期从谷底运行至四分之一的时间里,我们就应该观察到射流在50纬度和极区的出现,这是下一个太阳周期开始建立的指标,从这个现象我们可以(1)推测本次周期的长度和(2)判断下次周期的出现。
在分析全球6个观察站的数据后,Hill发现射流在本次周期的行为相当奇怪:至今为止还没有观察到预计的射流存在:
图中橘红色的区域就是射流,随着时间变化,其从纬度50的地方出现逐渐加强并移向极区,最后在极区消失。当射流在极区达到最大值时,射流开始从50纬度区向赤道区移动。现在我们没有观察到纬度50的地方出现射流(参看箭头所指的部位)。
Hill对此解释是要么周期25将迟缓出现或者就根本不出现。
让我们看看来自美国空军研究实验室( Air Force Research Laboratory ,AFRL)的另一个研究结果。
这个实验室位于新墨西哥州的Sunspot小镇,地名翻译成中文就是太阳黑子镇。这个研究室其实不研究黑子而研究太阳上的日冕,他们的仪器是来自于NSO的40厘米口径望远镜上的日冕仪。
日冕是太阳大气层上的一个活动区:
在太阳紫外光谱成像上可以看到太阳上有一个暗色阴影区,这就是日冕洞,大规模的日冕爆发往往从这些洞里出发。
当日冕爆发时,可以形成日冕环,在地球上只有在日全食时可以被观察到。而在卫星上观察就容易清晰多了:
日冕其特征是极其热,温度可以达到200万摄氏度(太阳色球6000摄氏度,黑子4500摄氏度)。在这个温度下,铁原子的外围14个电子都被敲了出来而形成高能铁离子(Fe-XIV),这个铁离子的光谱是个绿色(5303埃),是日冕活动的一个重要指标,观察这个光谱是研究日冕的有力手段。
日冕的铁离子光谱在太阳上的出现分布也是受太阳周期影响的。它们在太阳活动周期开始进入峰值(M)之前有个从76纬度出发前往极区的现象(rush to the poles),然后强度逐渐向赤道方向移动:
同样这次空军研究实验室没有观察到这个奔向极区的现象。从图示看到,M已经快到了,而那个rush还没影子。
他们的结论也是推测太阳第25周期可能延迟了或根本不出现。
研究太阳黑子的磁场强度,太阳射流和太阳日冕都得出一个结论:太阳周期活动将极其弱小,从而今后数十年太阳上面可能没有黑子可以被观察到。
这不就是蒙德最小期的现象吗?在那段60年的时间内,太阳表面看到黑子寥寥可数,其实就是太阳周期活动停止了,按照Hill的说法,就是太阳”冬眠“了。
由于近几年太阳活动异常,使得NASA太阳周期预测变得异常困难:
在NASA刚刚调低第24周期太阳黑子数后,3月太阳耀斑活动剧烈,4月NASA又调高了预测值,现在太阳物理分会的数据出来,NASA还会做调整吗?如果这个预测变化太多,大家要玩过山车了:
那么消失的太阳周期对地球的影响如何呢?
太阳射流专家Hill如此这样说: ”如果我们(的观察结论)是对的,那么我们这次将见到的太阳周期高峰是在未来数十年内的最后一次“。“这个事件的影响也许包括从空间探索到地球的气候所有的事”。
如果太阳”冬眠“,碳交易可能没什么戏了,而前往火星的宇航员则会安全得多。
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蒙德最小期期间发生过什么事情值得仔细研究
并且可以显著的影响到地球?
粮食会增产还是减产
上个蒙德最小期都发生了些啥,有空一起给科普一下?谢谢
中国是明末李自成农民起义,明朝灭亡,满清入关。
另外一个道尔顿最小期是以法国大革命为标志。
太阳常数是1361瓦/平方米,增加1-2瓦/平方米不过是千分之一。太阳周期中太阳常数变化可以给地球气候带来影响。
太阳因素影响地球的两个部分:大气圈和岩石圈,前者就是气候现象而后者就是地震火山现象。
IPCC不承认太阳对地球气候起主要作用,而大多数地震学家不认为地震是太阳活动的结果。
变冷
这次如属实,那么是人类进入工业化社会以来的第一个太阳黑子最小期,我们可以观察粮食生产的情况变化。
千分之一的变化,貌似不会变冷太多;但是历史表明似乎是相关的。难道等我们再实践一次才知道?
躲避是没有什么意义的,应该接受挑战。
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太阳活动,包括黑子(实质是太阳恒星电磁活动)通过各种机制影响地球,也造成地球大气圈,岩石圈,生物圈绚丽多彩的景观。
0.5度到2度的平均降温,还可以对付。
比较讨厌的是寒流和干旱这些波动。
人类手上有的是牌。