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到本世紀中葉,太陽能量的減少可能會發生

到本世紀中葉,太陽能量的減少可能會發生:現在科學家們知道了多少。

到本世紀中葉,太陽可能會釋放出更少的輻射,這給了地球一個溫暖的機會,但並不能阻止人類引發的氣候變化趨勢。

冷卻時間將是科學家所說的「大最小」(grand minimum)的結果,這是一個周期性的事件,太陽的磁場會減弱,太陽黑子的形成頻率不高,而紫外線輻射則會減少到地球表面。科學家認為,這一事件是由與太陽磁場有關的隨機波動導致的不規則間隔觸發的。

科學家們利用地質和歷史數據進行了重建,將17世紀中期歐洲的一個寒冷時期稱為「蒙德極小期」。「溫度低到足以凍結泰晤士河,並凍結波羅的海,以至於瑞典軍隊在1658年以步行穿越海冰入侵丹麥。」

由加州大學聖地亞哥分校斯克里普斯海洋研究所的研究物理學家丹·盧賓領導的一個科學家小組首次提出了在下一次最低氣溫發生時太陽應該有多暗淡的估計。

有一個眾所周知的11年周期,太陽的紫外線輻射峰值和下降是太陽黑子活動的結果。在一個大的極小期,盧賓估計紫外線輻射會降低額外的7%,超過那個周期的最低點。他的研究小組的研究,「紫外線通量減少,從IUE短波觀測到太陽類似物,」發表在《天體物理學雜誌快報》上,由加利福尼亞州資助。

盧賓說:「現在我們有了一個基準,我們可以對氣候模型進行更好的模擬。」「因此,我們可以更好地了解太陽紫外線輻射的變化如何影響氣候變化。」

盧賓和同事大衛·泰特勒和卡爾·梅利斯,加州大學聖地亞哥分校天體物理學和空間科學中心的成員,通過回顧國際紫外線探測衛星任務所收集的近20年的數據,得出了他們估計的最低強度。他們比較了與太陽類似的恆星的輻射,並確定了那些正在經歷最小值的恆星。

來自太陽的能量減少,開始了地球上一系列的活動,開始時平流層臭氧層變薄。這種變薄反過來改變了平流層的溫度結構,從而改變了低層大氣的動力學,尤其是風和天氣模式。冷卻不均勻。雖然歐洲的地區在蒙德極小期期間處於低溫狀態,但阿拉斯加和格陵蘭南部等其他地區的溫度也相應上升。

Lubin和其他科學家預測,由於最近太陽周期的下太陽黑子模式類似於過去的大的最小事件,所以幾乎未來的大最小值的可能性很大。

儘管蒙德極小值可能會影響地球上一次,盧賓說,即將到來的事件不會阻止目前全球變暖的趨勢,但可能會減緩這一趨勢。一個大的最小值的冷卻效果只是大氣中二氧化碳濃度增加所造成的溫室效應的一小部分。在數十萬年的二氧化碳濃度從未超過百萬分之300的情況下,現在的溫室氣體濃度已經超過了百萬分之400,持續上升,開始於工業革命。其他研究人員利用計算機模型來估計一個類似於蒙德極小期的事件,如果它發生在未來幾十年,可能意味著我們現在的氣候,現在正在迅速變暖。

其中一項研究著眼於未來Maunder最小型大太陽極小期的氣候後果,假設在2020年至2070年期間,太陽輻照度將在50年期間減少0.25個百分點。該研究發現,在2020年太陽輻射開始下降之後,全球平均地表氣溫冷卻時間達到了十分之幾攝氏度。然而,在模擬的大太陽極小期結束時,模擬蒙德極小值模型的升溫幾乎趕上了參考模擬。因此,這項研究的一個主要結論是:「未來的大太陽極小期可能會減緩但不能阻止全球變暖。」

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