科学家预测2030年太阳,称太阳将在2030年“休眠”地球将大幅下降
太阳将在2030年“休眠”
据《每日邮报》网站7月10日报道,近日,科学家警告称,太阳将于2030年举行“休眠”,这将导致地球温度急剧下降,地球进入“小冰河期”。
在威尔士兰迪德诺举行的全国天文会议上公布了这一发现。瓦伦蒂娜•扎尔科夫教授及其研究团队在会议上介绍了他们开发的新太阳活动周期模型,关注太阳的两个层次——一个靠近太阳表面,另一个深入太阳的对流区——的发电机效应,预测到太阳活动将在2030年左右减少60%,地球很有可能进入“小冰河期”。
扎尔科夫的研究发现,在太阳活动的第25个周期(2022年太阳活动达到峰值),被列为观测对象的太阳电磁波开始相互抵消;进入第26个周期(2030年至2040年)后,这两个层次的电磁波完全不同步,导致太阳活动剧烈减少。
“在第26周期,这两个层次的电磁波完全是镜像——同时达到相对太阳半球的峰值。”扎尔科夫说,“它们的相互作用是极具破坏性的,几乎相互抵消。我们预测这将导致和‘蒙德极小期’相同的效果。”
公元1645年至1715年是蒙德的一个非常小的时期。在此期间,太阳活动非常衰弱,持续了70年,这恰好是地球的一个小冰期,但两者之间是否有联系尚未确定。当时,在寒冷的冬天,英国的大部分河流都被冻结了,当代油画表明人们甚至可以穿着旱冰鞋穿过泰晤士河。
全球变暖引发的极端气候事件和生态系统变化越来越受到关注。7月10日,《每日邮报》援引英国女科学家瓦伦蒂娜的话说·扎尔科瓦(Valentina Zharkova)2015年英国国家天文会议报告称,2030年后,太阳会休眠,地球可能进入小冰期。
7月13日,瓦伦蒂娜告诉澎湃新闻,根据她提出的新太阳活动模式,15年后,2030年左右,太阳活动将大幅减少,持续约33年。
她强调,人类可能会经历小冰期,因为太阳辐射会减少2瓦/平方米,但前提是太阳活动会减少到1645-1715年。在300年前的70年里,太阳活动急剧下降,被称为“蒙德极小期”,而且这70年正好处于小冰期。
小冰期是气候史上最近的冷期。著名气候学家、北京大学物理学院大气与海洋科学系教授王绍武发表的论文《中国小冰期气候》显示,小冰期一般指1550-1850年气候相对寒冷的时期,中国近千年可能出现的五个寒冷时期之一是1560-1690年。
王绍武在2010年发表论文的《中世纪暖期和小冰期》中表示,根据全球10个序列中50年的平均温度,11世纪和17世纪最千年来最温暖、最冷的温度相差10年℃,其中,17世纪的平均温度低于近千年的平均温度.7℃。
然而,许多中国专家告诉澎湃新闻,瓦伦蒂娜的新太阳活动模式需要实际测试,当时是否会减少太阳活动仍然是理论演绎
。即使太阳活动减少,地球也可能不会进入小冰期,因为人类排放的温室气体造成的温室效应不容低估。
在一个太阳活动周中,比较三个不同时间点的太阳活动:从小到大。
发现有两个太阳“心跳”,建立新模型
根据皇家天文学会的官方网站,172年前,人类首次发现太阳活动是有规律的,它有一个周期,大约10-12年。但在每个周期中,太阳活动的数量和强度都有所不同。一些科学家认为,这这样的“不同”或者偏差是由位于太阳内对流区域的等离子体运动引起的,但他们提出的模型不能完美地解释或预测偏差的出现。
瓦伦蒂娜现在是诺桑比亚大学(Northumbria University)数学与信息科学系教授。7月5日至9日,瓦伦蒂娜在威尔士皇家天文学会举行的2015年全国天文学会上提出了太阳活动的新模式—“双发电机模型”。瓦伦蒂娜比其他科学家的模型增加了一个“发电机”。
英国皇家天文学会称,新模型的准确度惊人。瓦伦蒂娜说,她的模型计算出的结果与太阳活动的历史结果高度吻合,“准确度达到97%”。
中国科学院云南天文台首席研究员林军解释说,太阳活动发生在太阳大气中,包括太阳黑子、耀斑等。太阳活动的减少在一定程度上意味着太阳辐射的减少。
目前,太阳辐射值约为每平方米1400瓦。太阳内对流区的等离子体运动和太阳表面区域的等离子体运动分别称为“发电机”,它们对太阳活动有重要生重要影响“发电机”分别研究,但瓦伦蒂娜把它们结合起来,是创新,也是向前迈出了一步。
瓦伦蒂娜告诉澎湃新闻,应用这种新模式并进行预测的论文实际上是在学术杂志《天文物理期刊》上发表的(The Astrophysical Journal)上,论文题目为《太阳背景磁场在21-23太阳活动周期中的变化预测》(Prediction of solar activity from solar background magnetic field variations in cycles 21-23)。
她说,研究人员通过太阳背景磁场“主成分分析”,他们分别发现了两个电磁波“发电机”有关—太阳内对流区底部产生电磁波,太阳表面产生电磁波,就像太阳两颗心产生的两颗心跳一样。在此基础上,研究人员建立了新的太阳活动模型,可以表达太阳活动的变化。这两个“心跳”频率相似,但不完全相同。更重要的是,它们的相位不同。
相位差异就像两个人同时迈左脚和右脚,但步伐并不完全一致。随着时间的变化,他们的差异会不断变化,有时是协调的,有时是相互阻碍的。这种变化有助于解释每个周期的太阳活动“不同”。
冰川。太阳“休眠”对温室效应的影响“比拼”。
太阳活动可能在2030年左右急剧减少,但可能不会进入冰期
中国科学院紫金山天文台研究员季海生告诉澎湃新闻,“双发电机”模型刚刚出现,学术界没有认可。近几十年来,有许多模型和模拟来预测太阳的中长期变化,其中大多数都不成功。如果预测真的成功了,“双发电机”模型的贡献会很大。
此外,他解释说,直观地说,“双发电机”该模型由两个不同的周期函数叠加得到,具有更大的自由度,这可能是为什么它更容易通过参数调整更完美地解释太阳的周期变化。
根据这个新模型,瓦伦蒂娜认为人类将在2030年左右迎来另一个太阳活动周期“蒙德极小期”。与现在相比,这一时期的太阳活动将急剧减少,约70%。如果太阳活动减少到最后一个,“蒙德极小期”地球将经历小冰期。“地球气温届时将降低,但降低多少,我们现在只能推测。”瓦伦蒂娜没有透露这个推测数字。
然而,季海生认为,没有可信的模型可以预测十年后的太阳活动“蒙德极小期”与地球小冰期可能只是时间耦合。从大空间和时间尺度来看,太阳辐射是地球气候进化的主导条件,如春夏秋冬季节变化。地球上的天气也有可能与太阳活动相关联,但遗憾的是,人类还未掌握这一过程的物理规律。目前还没有直接,或者可信的物理模型表明,太阳活动的减少肯定会导致地球温度的下降。
王赤是中国科学院空间科学与应用研究中心研究员、副主任,也是国家空间天气学重点实验室主任。他告诉澎湃新闻,上一次小冰期(1645-1715),太阳活动急剧减少,但两者是否是因果关系还没有定论。此外,2030年以后太阳活动是否减少仍是理论演绎。王赤主要研究空间物理和空间天气,
中国科学院云南天文台研究员李可军长期从事太阳周期变化及其对地球全球变化的影响,告诉澎湃新闻,太阳活动的减少可能不会导致地球进入小冰期。他认为,在这个问题上,应该考虑人类活动的影响,因为工业生产和汽车排放的温室气体对地球气候和温度的影响甚至超过了太阳活动。
瓦伦蒂娜回应说,正如全球变暖支持者所说,—太阳“休眠”对温室效应的影响“比拼”,但时间很快就会证明谁是对的。
瓦伦蒂娜除了研究11年的太阳活动周期外,还发现了330-400年的太阳活动周期,并预测了2000年中的太阳活动。
【对话】
“时间很快就会证明谁是对的”
澎湃新闻
根据你的研究,2030年后,太阳会休眠,地球正在走向一个“小冰期”,这样的表达准确吗?
瓦伦蒂娜
是的。我们确实发现,第26个周期的太阳活动将比现在减少70%左右。我们正处于第24个太阳活动周期,今年是这个周期的高峰期。
22年后的2037年是第26周期的高峰期,从2031年到2032年开始。目前还不知道太阳活动会减少,对地球大气层会有什么影响。
但如果太阳辐射减少到最后一个“蒙德极小期”—1645-1700年的水平确实是一个小冰期。
虽然根据模型的计算结果,即将到来的“蒙德极小期”为第25周期到第27周期,时间长度比上一个“蒙德极小期”因此,地球降温的范围会比上次小,此外,正如全球变暖支持者所说,—太阳“休眠”影响还应与人类排放的温室气体产生温室效应“比拼”,但时间很快就会证明谁是对的。
澎湃新闻
在这个模型中,太阳活动减少,导致地球进入小冰期?
瓦伦蒂娜
模型预测结果显示,在第26个太阳活动周期中,太阳活动会急剧减少。如果它降低到上一“蒙德极小期”在水平上,太阳辐射将减少2瓦/平方米。这意味着地球的温度会下降,但我们现在只能推断具体下降多少。
澎湃新闻
如何建立这个模型?
瓦伦蒂娜
我们在2012年、2013年和2014年发表了一篇学术论文。关于新的“蒙德极小期”预测已在2014年的论文中报告。
我们进行了太阳背景磁场“主成分分析”(Principal Component Analysis)。这种分析降低了磁场数据的维度,就像光的色散一样,通过棱镜将白光分解成彩虹条—红橙黄绿蓝紫。
降低数据维度后,我们可以对应不同的电磁波和不同的太阳物理过程。
我们发现了一对可以定义太阳活动周期的电磁波。我们率先意识到它们产生两个不同的层次:内部对流区域和表面区域。把它们和太阳放在一起“发电机”联系起来。
这对电磁波的频率接近,不完全相同,有一定的相位差,导致它们不断变化。
我们发现,从太阳的第21个活动周期到第24个活动周期,电磁波的相位差不断增加。2037年,它们的相位差接近11年,这意味着它们不再互动,而是在不同的太阳半球分道扬镳,这被称为相消干扰,导致太阳活动减少。
澎湃新闻:磁场数据来自哪里?
瓦伦蒂娜:来自斯坦福大学威尔克特斯太阳观测站(Wilcox Solar Observatory)。我们研究了3个太阳背景磁场数据(21、22、23)。
澎湃新闻:为什么只研究了三个?
瓦伦蒂娜:因为他们的观察始于1975年,接近第21个太阳活动周,也就是说在第21个太阳活动周之前没有完整的磁场数据。
澎湃新闻
接下来的研究计划是什么?
瓦伦蒂娜
我们在《自然》中有一篇新论文(Nature)在上面发表的时候,我们发现了一个长期的太阳活动,持续了330到400年。我们推测时间长度为2000年的太阳活动。前一千年,后一千年,与所有特征事件(蒙德极小期、道尔顿极小期、中世纪暖期、现代暖期)相匹配。