太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

簡介:太陽低活躍期是由於太陽南北極調換造成的週期階段,反應在太陽表面就是太陽黑子數量減少。太陽正在經歷有記錄的第25個太陽低活期,這或導致全球氣候降低、饑荒、火山活動減少等。太陽活動雖然減少,但仍在正常活躍範圍內,無需太過擔心。

太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

太陽是一顆忙碌的恆星。這個暴躁的熱氣團會發生劇烈的噴發以及磁暴並向太空中進行輻射。不過偶爾,就算是太陽也需要降下溫。

我們的寄主星太陽近期正處於它的低潮期,也就是所謂的“太陽極小期”。

不過有人擔心近期太陽活動的減少會讓這個夏天“有點冷”,因為它可能會帶來饑荒、戰爭——甚至火山噴發。那麼,到底什麼是太陽極小期?太陽是不是正在經歷一個非同尋常的低潮期?

太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

“逆變”網:解碼此輪太陽週期背後的科學,以及為什麼我們要對太陽和寒冷同樣熱愛。

什麼是太陽極小期?

太陽極小期是指太陽黑子出現很少的時期,標誌著一個太陽週期的結束。

每過11年,太陽就會開始一輪新的週期,科學家認為這與太陽的磁場有關。我們目前處於第25個太陽週期。

太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

此圖展示了太陽在一個完整週期內的變化過程。

太陽活動主要取決於太陽磁場。每隔11年,太陽的南、北磁極就會發生一次反轉,然後再過11年後又轉換回來。

太陽週期的中點是太陽最活躍的時候,此時太陽活動增加,意味著太陽更加狂暴併發出更多的輻射。而當進入到太陽週期尾聲時,太陽活動隨之減少。

太陽的活躍度是根據太陽黑子確定的。

什麼是太陽黑子?

太陽黑子就是太陽表面的黑點。太陽表面的能量轉換是透過對流來實現的,對流即較熱流體上升和較冷流體下降,而如果對流受到磁場抑制的話就會導致太陽黑子的形成。

太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

因此,太陽黑子是太陽活動的指徵。在太陽週期的中點,太陽即處於“太陽極大期”,此時能觀察到的太陽黑子的數量是最多的。在上一個太陽週期即第24個太陽週期中,太陽於2014年4月進入太陽極大期,太陽黑子的數量達到最高峰,平均為82個。

在太陽週期逐步進入到尾聲的時候,太陽黑子的數量也隨之越來越少,此時即我們所知的太陽極小期。

“即便在太陽極小期,太陽的磁場也不會變為零,它只是在數字上變小了。”一位在德國馬克思·普朗克研究所從事太陽系統研究的科學家亞歷山大·夏皮羅告訴“逆變”網。

我們正在經歷一個非同尋常的太陽極小期嗎?

根據空間天氣網的報道,此輪太陽極小期的最低點比以往低得多,2020年已經有超過100天未觀察到太陽黑子了。

太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

2019年的太陽黑子數量同樣也低的不太正常,總計有281天沒有出現太陽黑子。“連續兩年創紀錄的低太陽黑子數量導致出現了一個極端的太陽極小期,”——摘自空間天氣網。

然而,夏皮羅卻說太陽並非正在經歷一個非正常的低活動期,相反,它是正在重新開始正常的活動期。按照夏皮羅的說法,在過去50年,約4輪太陽週期的時間裡,太陽變得異常活躍。

太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

NASA2013年拍攝到的太陽表面一次劇烈的噴發

“有人猜測此輪太陽週期的表現極弱,”他說,“然而並不是,它可能只是過去四個太陽週期裡最弱的一次。”

因此,如果我們把此輪太陽週期放到過去1000年的維度來看的話,沒有任何跡象會表明這一次有什麼不一樣。

而且本輪太陽週期才剛剛開始。儘管開始的晚了一點點,根據美國國家海洋和大氣管理局的說法,專家們預測太陽將在2023年到2026年達到極大期。

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這會是另一個道爾頓極小期嗎?

道爾頓極小期是指1790~1830年太陽黑子數量極低的這段時期。在此期間全球溫度出現了下降,不過也有可能跟火山活動在此期間達到高峰有關係,比如1815年印度尼西亞火山噴發。

然而,一些人將溫度的降低歸因於太陽極小期,另一些人則認為是火山的原因。

由於一些報道認為本次太陽極小期不太尋常,一些人聲稱我們正進入第二個道爾頓極小期。

太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

“就我個人的觀點,這完全是胡扯,”夏皮羅說。“太陽依舊比道爾頓極小期時更活躍,而且活躍的多。”

按照夏皮羅的觀點,太陽極大期和極小期之間的差異對地球沒有明顯的影響。相反,太陽對地球的影響取決於它的紫外線強度,而不是它總的能量或者活躍度。

他將其描述為“自上而下”機制,因為太陽輻射對地球大氣有輕微的影響,因此在某種程度上也會導致輻射到地球上的紫外線數量產生週期性的變化,但是在太陽極小期時這種變化並不顯著。

太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

我們能預測太陽天氣嗎?

正如我們聽到的那樣讓人放心,夏皮羅承認預測太陽活動相當難。

儘管陽光一天又一天的照耀著我們,但是對於太陽我們依然瞭解的不夠多。

太陽極小期:一個基於科學證據的合理解釋

一直以來我們很難對太陽進行探測,因為大部分的太空飛船都無法飛的離太陽足夠近並經受住太陽的炙烤。不過,隨著年內“太陽軌道飛行器”的發射,情況將有所變化。它將攜手NASA的“帕克”太陽探測器共同探索這顆神秘的恆星。

在科學家們嘗試更深入的瞭解太陽的同時,他們也承認太陽的活動具有一定的隨機性。

“太陽週期本身在一定的範圍內是非常隨機的,”夏皮羅說。“磁場與帶電粒子之間相互作用的過程,是一個高度非線性的系統。”

BY: inverse

FY: 手心的薔薇

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