提到太陽變安靜,多數人第一反應都是地球該涼下來了吧?因為它是地球的能量源啊,能量少了,溫度往下掉,這邏輯聽著沒毛病。可實際觀測到的情況,偏要跟這份想當然對著干,太陽黑子變少、輻射強度減弱的那些年,反常天氣不僅沒少,反而像被按下了群發鍵,寒冬剛過酷暑就來,這邊干旱沒緩解,那邊暴雨又傾盆,這種反差里,有著氣候系統好多人沒摸清的門路。
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太陽的活躍狀態,從不是隨機變動的。它有固定周期,約莫11年一輪。每一輪里,既有黑子扎堆、輻射勁頭十足的活躍階段,也有黑子難覓、整體低電量運轉的沉寂期。這兩種狀態給地球氣候的反饋,差別大到像扳動了兩個不同的開關。活躍階段時,總輻射會稍強一點,紫外輻射的增強幅度更突出,平流層被這種輻射加熱得更明顯。熱帶降雨會變多,信風也更勁,歐洲的冬天,往往能靠著穩定的西風帶,過得暖和些。但航天、通信領域要遭罪,磁暴這類空間天氣事件會變頻繁。到了沉寂期,總輻射略降,紫外輻射減弱更突出,平流層溫度跟著往下滑,臭氧層也可能變薄。環流系統會跟著調整,冷空氣更容易南下,歐洲易遭寒潮,極端冷暖、干濕事件的風險,反倒都升了上來。
極端氣候事件的扎堆發生,也都不是單一因素造成的。太陽沉寂時那些看似細微的輻射改動,會像多米諾骨牌一樣,撬動一連串氣候反應。首當其沖的是紫外輻射,它的減弱幅度,比總輻射的減弱要顯著得多。平流層里的臭氧,最擅長吸收紫外輻射。輻射一弱,臭氧捕獲的熱量就少,中高緯度地區這一層大氣的溫度也跟著下降。這種溫度上的改變,不會只停在平流層,還會慢慢向下傳導,牽動我們日常感受天氣的對流層環流。北極渦旋就是受波及的一環,原本穩定的環流會變脆弱,容易分裂,或者一路向南壓。極地的冷空氣跟著被推到中緯度,不少地方在太陽低活躍時反而遭遇極端寒潮,根源就在這。
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海洋對這一切的反應,要慢半拍,卻格外關鍵。海水的熱容量太大了,太陽輻射變弱的信號傳過來,它不會立刻降溫,而是慢慢調整自身積累的熱量。這種延遲反應,對全球氣候的作用格外持久。太陽沉寂期,能量供給減少,熱帶海洋積累的熱量也會跟著變少。這種熱量變動會通過海氣相互作用,比如我們常說的厄爾尼諾-南方振蕩,一點點調整全球的熱量和水分分布。有時會讓東太平洋海水偏冷,形成類似拉尼娜的狀態,有時會改變副熱帶高壓的位置。進而影響季風,讓一些地方長期干旱,另一些地方則被暴雨反復侵擾。
現在聊這個話題,繞不開全球變暖的大環境。大氣里的溫室氣體越來越多,地球整體升溫的趨勢已經很明顯,太陽沉寂期帶來的那點微弱降溫,根本抵不過這種增溫的力度。但這一點降溫嘗試,反而會讓氣候系統更紊亂。變暖的大氣能裝下更多水汽,只要有天氣系統觸發降水,就可能形成比以往更強的暴雨。而當極地的冷空氣南下,遇到本就偏暖的中緯度空氣,劇烈的溫度碰撞就會發生。溫度波動會變大,雪暴這類災害也會更猛烈,像一個本就晃悠的杯子,再輕輕一碰,里面的水就更容易灑出來。
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回頭看歷史,1645到1715年的蒙德極小期,是個很典型的例子。那段時間,太陽進入了長達70年的沉寂期,黑子幾乎看不到,活躍度低到罕見。歐洲和北美都陷入了嚴寒,屬于小冰期里最冷的階段之一。荷蘭的運河,冬天常結冰,人們能在冰上走路、甚至舉辦活動,倫敦的泰晤士河,也多次凍得結實,連馬車都能在上面跑。中國這邊也沒例外,太湖、淮河冬天頻繁封凍,連南方一些原本少見嚴寒的地區,氣溫都比平時低了不少。法國1709年的冬天尤其極端,巴黎氣溫降到了零下20攝氏度,國王桌上玻璃瓶里的葡萄酒都凍成了冰疙瘩,地里的橄欖樹大片凍死,還引發了后續的饑荒。不過主流研究認為,當時的寒冷不是太陽沉寂單獨造成的,頻繁的火山噴發,噴發的氣溶膠會擋住陽光,還有海洋環流自身的調整,都一起推了一把,才讓嚴寒來得這么猛。
太陽變安靜,氣候卻更折騰,核心原因其實是它打亂了地球氣候系統原本的平衡。它先靠削弱紫外輻射,改動了平流層的溫度狀態,進而讓中高緯度的環流變得不穩定,給極端寒潮留了機會。又靠減少能量供給,慢慢改變了海洋的熱量積累,調整海氣相互作用,左右了全球的旱澇分布。而這些變動,又都落在全球變暖的大背景里,大氣本身能量就多,分布又不均衡,再加上這層擾動,反常天氣自然更容易冒出來。
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