地磁场西漂的纬度变化和频散特征

用第8代国际参考地磁场模型和纬度剖面分析法, 研究了地球主磁场不同波长成分的西漂速度随纬度的变化. 结果表明, 各种波长成分的西漂速度均有明显的纬度依赖性, 其中, 一次波全球平均西漂速度为0.189?a, 最快的西漂(0.295?a)发生在北纬40皛45? 二次波的全球平均西漂速度为0.411?a, 最快的西漂(1.305?a)发生在南纬60? 波长更短的磁场成分西漂速度较小, 而且漂移只发生在较小的纬度范围内. 西漂速度的纬度依赖性不能用地核整体旋转解释. 西漂速度随磁场成分的波长而变化, 除了一次波外, 西漂速度随波长减小而逐渐减小, 即磁场西漂呈现负频散特征, 这一特点与Hide的磁流体波的理论预测结果也不符合. 为了合理地解释地磁场西漂, 必须全面考虑地核内部复杂的流动过程.     

甚高能宇宙线与太阳活动

近半个世纪以来,特别是1957年国际地球年以来,不同大气层深度宇宙线中子记录器和μ子记录器世界范围网络的建立,以及后来新技术的发展和应用(包括许多卫星在高空长期对宇宙线的观测等购对太阳活动的研究作出了重要贡献。虽然这些观测能区较低,譬如卫星高度观测能量为几个MeV至几百MeV,地面台站也只到GeV至几十GeV,但是它们可积累较多的数据,能较多地获得太阳活动机制和作用图画。     

太阳活动的甚长周期性变化

近期Solanki等利用树木年轮中¹⁴C含量变化的测算资料, 重建了过去10000多年间采样间隔为10 a的太阳黑子数序列, Usoskin等则利用地磁变化资料重建了过去近7000年间采样间隔也为10 a的太阳黑子数序列. 本文采用Lomb-Scargle谱分析方法研究了这两个序列, 得到了太阳活动的百年至千年时间尺度的周期和准周期, 它们大约为225, 352, 441, 522和561 a以及近1000 a和略大于2000 a的准周期. 同时采用小波变换方法对它们的进一步分析表明, 这些长和甚长的准周期性分量均具有较明显的时变特征, 即它们的周期长度和波动的幅度是随着时间的推移发生变化的, 并在某些时段出现较大的波动, 显示了太阳活动长期变化的复杂性.     

太阳活动的超长期变化

本文介绍时标超过一个太阳周(约11 a)的太阳活动超长期变化的研究概况.对于与太阳活动变化有关的太阳自转是否有过变化的问题,也作了阐述.文中着重介绍了我国学者在这些研究领域的贡献.     

太阳活动与人类灵感

太阳活动与地球气候的关系是众所周知的。比如太阳黑子有11年周期的活动规律。我国气象科学工作者发现我国旱、涝、寒年份也有明显的11年周期,它们出现在太阳黑子极大年附近,而太阳黑子极小年份往往出现大范围的多雨时期。研究还发现,在单数周期(11年)我国气候由冷转暖,而双数周期(22年)则由暖变冷。前苏联科学家们在用电子计算机整理历史气象观测资料时也发现,全球天气异常,有一个直径达几千公里的天气异常区沿地球表面逐年东移,发现天气异常区环绕地球一周是11年,即全球性天气异常有11年变化周期。     

电离层与太阳活动性关系

秉含着不同时间尺度的太阳电磁辐射变化无疑会调制电离层. 作为电离层物理的核心 问题之一, 电离层对太阳活动性的依存关系是认知电离层结构与演变的基础. 本文简要地综 述最近一些年在电离层的太阳活动性依赖特性方面取得的进展, 涉及的内容包括: (1) 在太阳 辐射的观测与太阳活动指数方面, 以电离层研究的视角评述了太阳活动指数存在的问题, 统 计证实了太阳活动指数与EUV 辐射通量间的非线性关系, 以及改进太阳活动指数的一些努 力; (2) 阐述了在不同高度电离层的太阳活动性依赖性的工作进展, 特别是最近的统计研究发 现, 随着太阳EUV 辐射通量变化, 电离层电子密度变化趋势与所在纬度、季节、地方时和高 度有关, 可区分为准线性、放大和饱和3 种类型, 取决于不同的主控物理过程; (3) 太阳活动 历史序列和23/24 太阳活动周极低展示出太阳活动性存在极端现象, 讨论了太阳辐射极端条 件下的电离层状态; (4) 在电离层的耀斑响应方面, 对全球观测数据的分析研究揭示出耀斑期 间电离层响应与一些太阳参数的统计关系, 特别是修正了以往关于电离层响应与天顶角无关 的错误论断. 利用电离层模式成功模拟了耀斑期间电离层响应的季节、地方时变化和高度差 异等的观测特征. 以上相关工作有助于理解电离层的基本过程, 并为电离层建模、预报和相 关工程应用提供指导.     

太阳活动11年周期的形成原因新探

太阳活动11年周期的形成原因，是天文学中的一个古老课题，至今没有一个完全令人满意的解释。本文的研究使 “行星引潮力说”再次复活。     

太阳活动对地球气候的影响

太阳辐射是地球系统的能量来源,是气候形成和演变的根本驱动力。在千年以上的长时间尺度上,达到地球的太阳辐射变化与地球气候有密切的关系。但在百年和百年以下的时间尺度上,人们尚不清楚太阳活动对气候是否有明显的影响。太阳活动可能通过多种路径影响地球气候,过程极为复杂。气候系统对太阳外强迫的响应又具有非线性特征,造成了太阳活动变化对气候的影响存在很大的不确定性。文章梳理和归纳总结了太阳活动影响地球气候的最近研究工作,在年际和年代际尺度上讨论了太阳活动变化对地球气候影响的关键因子和可能途径,以及气候系统对太阳活动变化响应的敏感地区和关键环节。     

下一轮太阳活动高峰期

美国航空航天局（NASA）马歇尔太空飞行中心的物理学家大卫·哈瑟维（David Hathaway）称,第24个太阳活动周期（2011—2012年）将是太阳黑子最多且活力最强的时期。届时,太阳活动将达到史无前例的高峰期。     

太阳活动与优生——“1就是1”的科学

“对科学来说,１就是１,２就是２,如果把１说成２,或者把２说成１,就不是科学了”。《世界科学》１９９７年第６期中毕东海先生的这段话既简明又朴实,反映了一种科学求实精神,唤起了我的同感。由此想起了１９９２年９月《家庭》杂志中一篇“太阳节律变化与优生”的文章,这篇文章引起了我的极大兴趣。究竟太阳活动对人类优生有无影响？有多大影响？ 众所周知,太阳不是固体的,而是一个激烈活动的气体球。太阳活动的剧烈程度可以用太阳上出现的各种活动现象来判断,如太阳黑子、日珥、耀斑等。太阳活动具有准周期性,平均周期约１１…     

新一轮太阳活动周期到来

美国国家海洋大气局日前宣布,太阳黑子活动显示,新一轮为期11年的太阳活动周期已经到来,新周期内的第一个太阳黑子出现在太阳的北半球。而随着太阳黑子活动加剧,太阳风暴将在未来数年逐年增加,届时,全球的电力系统、军用和民用航空通信、全球定位系统信号,甚至手机和银行自动取款机都可能受到干扰。     

太阳活动与地球表面温度变化的周期性和相关性

基于太阳黑子历史数据、太阳总辐照(TSI)重构数据和实测地球表面平均温度数据(全球、陆地、海洋),利用小波分析和交叉相关分析等方法,考察了太阳活动和地表温度变化在数百年时间尺度上的周期性及相关性.主要结果有:(1)在所考察的时间范围内,太阳活动(包括黑子和太阳总辐照)存在4个置信度高于95%(白噪声)的主周期变化,分别为11 a周期、50 a周期、世纪周期和双世纪周期,全球温度存在64.3 a的主周期变化,接近太阳活动的50 a周期;(2)太阳活动与全球温度变化具有22,50 a的显著共振周期;(3)太阳活动与地表温度长期变化的相关性高于其短期变化的相关性,以黑子为例,它与地表温度年均值的相关系数为0.31~0.35,11 a滑动平均值相关系数为0.58~0.70,22 a滑动平均值相关系数为0.64~0.78,太阳总辐照与地表温度的相关性高于黑子与地表温度的相关性;(4)太阳活动在近100年里有明显增强,它与全球温度(包括陆地、海洋)近100年的升温是一致的,太阳活动与海洋温度的相关性略高于太阳活动与陆地温度的相关性.这些结果表明,太阳活动在百年时间尺度上对于地表温度的变化具有不可忽略的影响.     

想说懂你不容易——太阳活动探索路漫漫

太阳出问题了吗太阳内部巨大的磁力环时常从太阳深处延伸出来,并一直冲出太阳的表面,于是太阳表面便有了一些温度相对较低的地方,它们看上去比周围暗,形成了一些斑点,这便是“太阳黑子”。“太阳黑子”反映了太阳磁场的状态,是太阳内部磁活动的“窗口”,     

太阳黑子相对数约5个月周期的时变性

采用小波变换方法分析第14－22太阳活动周的太阳黑子相对数日值序列，讨论了黑子相对数约5个月周期的变化。结果表明该周期在每个活动周中均存在，在活动周的峰段时能量密度（振幅）较大，但在不同的活动周中，其长度和强度不同，即这个周期是时变的，约25d的周期也被分析，发现它同样是时变的，甚至在峰段也不是很稳定。这两个周期的变化表明，不能简单地认为约5个月的周期可能是约25d周期的倍频。     

太阳活动对塔里木盆地南缘近4 ka以来气候波动的可能影响

西风区塔里木盆地南缘尼雅剖面各指标记录了近4 ka以来此地区的气候环境变化. 特别是沉积物平均粒径, 其十至百年尺度的波动与Greenland GISP2冰芯δ¹⁸O温度指标、大气剩余¹⁴C(residual Δ¹⁴C)曲线之间存在很好的吻合. 红色噪声谱分析(Redfit)所提取的196, 121, 97, 62, 45和33~30年等显著周期, 多数与太阳辐射变化的周期具有一致性. 结合广泛的区域对比, 进一步证明太阳辐射可能是本地区乃至全球数十年至百年尺度气候变化的重要驱动力.     

太阳活动影响地球自转长周期变化的新证据

用1818－1999年期间的太阳黑子相对数月平滑值资料和小波分析方法,发现太阳活动的Schwabe周期的长期波动与日长变化的低频分量有强相关性。比较近百年（1892－1997年）的日长变化数据表明,两者的相关系数高达0．9,日长变化滞后太阳活动的5a,把日长变化数据再向后延伸到1818斫,两者的相关关系虽然降低到0．4附近,但仍然超过95％的置信度水平。是太阳活动可能影响地球自转长周期变化的新证据。     

漂移的南极大陆

距今2亿多年前的侏罗纪时期，南极大陆是与现今的南美洲、非洲大陆、马达加斯加、新西兰、澳大利亚和印度大陆连为一体的冈瓦纳古大陆。古大陆以南极大陆为中心，大约在1．8亿年前开始分裂．经过数次分离并逐渐漂移，南极洲大陆形成并移到现今位置。     

全新世太阳活动驱动的太平洋上层热力结构的瞬变演化

在中等复杂程度地球系统模式(UViC-ESCM)中, 受过去7千年来瞬变太阳活动驱动, 北半球冬季太平洋上层水体热力结构表现出百年尺度变化特征, 西太平洋暖池(WPWP)的三维热力响应被大幅度增强. 太阳活动最大值期, 热带西太平洋表层海水温度变化幅度比Niño3区域大30%左右, 而次表层海水温度变化幅度在副热带北太平洋比赤道西太平洋大40%; 太平洋纬向表层海温梯度(西-东)和经向次表层海温梯度(北-南)同时增强, 且在百年尺度周期上线性响应于太阳活动驱动. 表层海温梯度的208 a周期最为显著, 而次表层海温梯度在大于208 a的周期上更为显著. 此外, 表层海温梯度在百年尺度周期上的相位滞后(响应时间)要比次表水海温略小, 表层海温梯度中出现的148和102 a周期并未见于次表层海温梯度. 上述模拟结果初步指示WPWP古海洋记录中的全新世百年尺度波动可能来源于太阳活动变化.