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.     

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.     

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。     

太阳驱动地球环境变化研究进展

太阳是地球表层系统最重要的能量来源,地球表层环境变化记录中含有太阳辐射变化或太阳活动的印记,实际观测的太阳辐射变化却被认为不足以引起地球气候系统的剧烈变化,不同学者发展了多种物理模型来解释太阳驱动地球环境变化的机制。本文从地质记录入手,综述了太阳影响不同时间尺度气候变化的地质[CD*2]生物记录,评述了几种放大机制,发现这些物理模型在解释某种气候现象时具有很好的适用性,但在其他方面也往往存在一定缺陷。我们认为：太阳变化是驱动地球环境变化的最根本因素;地球环境变化可能直接响应太阳变化。要么太阳活动引起的辐射量变化在气候系统中的作用被低估,要么还有未被发现的新机制,未来的研究应该针对这两个问题展开。     

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。     

太阳是地球气候的“发动机”？

一项新研究结果暗示,太阳的变动或许有助于提前几十年预测地球上可能出现的极端气候事件。太阳周期为11年,在此期间太阳活动有明显变化,太阳表面的黑子数量有明显增加。太阳周期是由太阳的磁扰动驱动的,它很可能影响地球的天气系统,特别是厄尔尼诺一南方涛动,这是一种主要跟南半球洪水和旱灾有关的周期性气候模式。科学家认为,太阳很可能是地球气候的“发动机”,     

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”,     

小冰期气候变化的影响因素及其对未来气候变化的启示

本文扼要综述了影响小冰期气候变化的因素,小冰期的气候变化是气候系统系统诸因子综合作用的结果,小冰期气候变化的幅度与周期可为未来百年尺度的气候预测提供参考。未来百年尺度的气候变化具有不确定性和复杂性,深入研究了小冰期气候变化中的跃变、不同区域间气候变化的一致性和差异性,并分析其形成的机理,可以为未来气候的变化预测提供科学的依据。     

高纬度太阳活动的纬度漂移

利用Carte Synoptique solar filament archive的暗条观测资料研究了高纬度太阳活动的纬度漂移. 定量分析了高纬度活动的两种漂移: 已知的太阳活动从中纬度(40°)向太阳两极的纬度漂移, 以及新发现的从太阳两极向太阳中纬度的纬度漂移. 在一个太阳活动周内从中纬度向太阳两极的纬度漂移的时间(约4.4 a)比从太阳两极向太阳中纬度的纬度漂移的时间(约6.6 a)要短约2.2 a, 这两种漂移的转换发生在太阳活动的极大期. 将来, 太阳活动发电机理论要考虑这种从太阳两极向太阳中纬度的纬度漂移. 太阳活动延伸周是从太阳两极向太阳赤道的连续纬度漂移活动周的一部分.     

人类土地利用的历史变化对气候的影响

通过MPM-2——一个中等复杂程度的地球系统模式(EMIC), 对近1000 a来土地利用对气候的影响进行了模拟, 主要评估人类土地利用造成的陆面覆盖变化的生物地球物理作用. 以耕地面积的变化来近似森林砍伐的动态过程, 近300 a来大面积的森林砍伐使全球变冷了0.09~0.16℃, 而北半球年均温降低了0.14~0.22℃, 尤其在春季更为显著. 为了将人类土地利用和其他强迫进行比较, 还模拟了气候系统对温室气体浓度变化的响应. 目前, 植树造林正逐渐成为陆地碳“捕获”以及调节区域气候状况的重要手段, 表明在进行气候变化研究时, 人类土地利用造成的陆面覆盖变化的生物地球物理机制是不可被忽略的.     

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.     

地球气候的演变

世界气象组织和联合国环境规划署联合建立的政府间气候变化专门委员会(IPCC),2007年2月2日正式发布第四次气候变化评估报告,结果认为:自1750年以来,气候在人类活动的影响下总体呈增暖趋势。那么,这种增暖信号和幅度是否超过了地球气候本身变化固有的波动(噪音)呢?这还是一个在讨论的问题。     

全球变暖对未来气候的影响

300万年前,气候比现在温暖,冰川稀少、海洋广布,天气类型各异.掌握当时气候变暖的根据,气候模拟裴置将有助于预测未来的天气. 在理论上,空气中增加二氧化碳和其它温室气体会使地球变暖,但是没有人知道这种变化有多大.决策者们需要知道在许多预报中哪种预报是最可靠的,但是科学家们还不能分辨哪种预报最可靠.广泛用于气侯研究的各种大气环流模式基于今天的气候条件:预报人员感到,如果他们能通过一年中的各个季节较合理地再现气候,那么这些大气环流模式就是相当可     

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。     

云：影响气候变化的一个重要因素

在哲学中谈论的是观念和物质,在神学中谈论的是善与恶。如果两重性的概念——两种不可改变的和相反的原则——在大气科学中占有任何位置的话,它可以在形形色色的和并非一成不变的云的形态中发现。云的两重属性可以通过气候系统表现出来,在这个系统中,它同时对地球进行加热和冷却。没有任何东西会比凝聚的或结晶的水蒸汽更奇异。云既影响以太阳光的形式射来的短波辐射,又影响由地球表面返回到太空中去的长波辐射。但是,这两类辐射却受到截然不