科研人員提出一種太陽風能流調製熱帶氣旋活動的新機制

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工業革命以來，地球氣候正經歷非常劇烈的全球性變化。全球氣候變化的影響因子越來越受到科學團體、普通民眾、以及政策決策者的重視。目前的主流觀點認為：人為因素是導致了近百年的氣候變化的「罪魁禍首」。比如說：IPCC估算人為因素產生的輻射強迫為1.6 W/m2，是自然因素的10倍多。然而，自然因素的影響果真不大么？對此，學術界的質疑也從未間斷。大量的研究證實太陽活動能顯著影響地球上的天氣和氣候，其時間尺度可以是幾個小時、幾天、幾十年、一個世紀，乃至更長。

太陽輻射是地球系統的主要能量來源，通常包括兩種主要的類型：太陽光子和太陽風。一般來說，太陽風能流比太陽光子輻射低4-5個量級，因此絕大多數的研究都將關注點放在了太陽光子輻射上。實際上，太陽光子輻射在一個太陽活動周內的變化幅度僅為0.1%，而太陽風能流的變化幅度則大得多，甚至超過100%。這樣，二者的絕對變化在一定程度上是可比的。

熱帶氣旋是發生在熱帶、亞熱帶地區海面上的氣旋性環流，是地球物理環境中最具破壞性的天氣系統之一。強烈的熱帶氣旋，不但形成狂風、巨浪，而且往往伴隨發生暴雨、風暴潮，造成嚴重的災害。與此同時，熱帶氣旋亦是維持全球熱量和動量平衡分布的一個重要機制，因而受到大氣和海洋學家們的高度重視。

空間天氣室王赤研究員的團隊與南京信息工程大學王會軍院士的團隊以熱帶氣旋活動為切入點，開展深入的學科交叉研究，著重考察太陽風能流與全球變化的影響。他們詳細分析了1963-2012年期間的6238個全球熱帶氣旋活動，發現：1）與近百年全球溫度的持續升高顯著不同的是，全球熱帶氣旋活動的年度累積總能量在1994年之前持續升高，隨後又開始下降；2）與傳統的氣候學考察因子，如太陽黑子數、太陽總輻照、太陽10.7cm輻射、熱帶海平面溫度以及南方濤動指數等相比，太陽風能流與全球熱帶氣旋活動的相關性最好；3）劇烈地磁活動期間的熱帶氣旋強度更大。為解釋這一系列觀測現象，他們首次提出了一種太陽風能流調製熱帶氣旋活動的可能機制，並在關鍵機制鏈上都找到一些觀測證據。

該項研究為理解全球氣候變化的自然驅動提供了一個新的線索。未來更為精確的氣候學以及氣候物理模式研究中應該考慮太陽風能流的貢獻。該項工作發表在《大氣和日地物理學報》（《Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics》）上。

此外，該聯合團隊還發現太陽風能流對厄爾尼諾與南方濤動（ENSO）年代際的影響，該工作也發表在《Atmospheric and Oceanic Science Letters》上。

文章列表及連接：

1. Li H., Wang C., He S. P., Wang H. J., Tu C., Xu J. Y., Li F., Guo X. C. (2018). Plausible modulation of solar wind energy flux input on global tropical cyclone activity. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics.

https://doi.org/10.1016/j.jastp.2018.01.018

2. He S.-P., Wang H.-J., Gao Y.-Q., Li F., Li H., Wang C. (2018). Influence of solar wind energy flux on the interannual variability of ENSO in the subsequent year. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 1–8.

圖1：太陽黑子、太陽總輻射、太陽F10.7輻射、熱帶海溫、南方濤動指數以及太陽風能流與熱帶氣旋活動的關係

圖2：太陽風能流調製熱帶氣旋活動的可能機制

來源：中科院國家空間科學中心

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