气候模型无法解释2023年重大热异常：太阳黑子异常高值导致2023年7月最热

                                                    杨学祥，杨冬红

关键提示

      太阳风和太阳黑子7-9天周期增温赤道太平洋表面海水，加快厄尔尼诺的发展，这一发现表明，太阳黑子活动是全球变暖的重要因素，2023年7月全球最暖和2023年全球最热新记录，证实太阳能量参与了全球变暖，应该列入气候模型。

问题的提出

       世界气象组织昨日发布了初步的《2023全球气候状况报告》，宣布这是有记录以来人类历史上最热的一年。根据截至10月底的数据，2023年的平均气温比工业化前（1850-1900年）的基线高出约1.4摄氏度（不确定幅度为±0.12摄氏度）。值得一提的是，此前在2016年和2020年也被列为最热年份，但相较于这两个年份而言，2023年的升温更加严重，并且差距很大，因此最后两个月不太可能影响到排名。报告显示，地球上的温室气体水平达到了历史新高，大气中的二氧化碳水平已经比工业化前时代高出50%。与此同时，海平面也创下了历史新高，并且还在加速上升。由于海洋持续变暖以及冰川和冰盖的融化，在过去十年里（2013年至2022年），海平面上升的速度是卫星记录的第一个十年（1993年至2002年）的两倍多。

图1 1860-2023年全球气温变化

        关键的问题是，全球气温变化曲线是波动上升的，二氧化碳变化曲线是递增不减的，两者差距太大，表明温室气体不是影响全球气温的唯一因素，存在其他因素的影响（见图2）。

      图2 1850-2010年温室气体浓度变化预测

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       美国学者的困惑和中国学者的探索

  美国国家航空航天局戈达德空间研究所所长Schmidt G先生最近撰文指出，自2016年以来，我每年年初都会进行气候预测。承认没有一年比2023年更让气候科学家的预测能力感到困惑，这让人感到羞愧，也有点担心。

在过去的九个月里，陆地和海面的平均温度每月都比以前的记录高出0.2°C，这在全球尺度上是一个巨大的增幅。由于温室气体排放量的增加，预计会出现普遍的变暖趋势，但这一突然的高温峰值大大超过了基于过去观测的统计气候模型的预测。造成这种差异的许多原因已经被提出，但到目前为止，还没有将它们结合起来，使我们的理论与所发生的情况相一致。

周少祥教授认为，现有的气候模型不能解释全球变暖夜间增温幅度更大的历史数据，Schmidt的文章说明，它也不能对未来的气候变暖做出准确的预测，说明全球气候变暖并非人为二氧化碳排放所致。问题的关键在于，水蒸汽凝结是通过辐射释放潜热的，是大气核心温室效应，二氧化碳的温室效应完全不能比拟。但是，这一物理机制不被认识和接受，我的文章清晰地回答了这一问题，却发表不了。

太阳黑子高值参与了全球变暖

  我们多年潮汐组合预报实践表明，潮汐组合类型转换具有13.6天周期，即双周循环，预报图中都有明显的表现。除此之外，两周之内厄尔尼诺指数往往出现两个峰值和两个谷值，即次一级的7天周期。这一 周期在气温变化中也有明显的表现。

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  强潮汐组合控制强潮汐南北震荡的幅度，是赤道太平洋海温的重要控制因素。根据潮汐组合预报，2023年1-2月、6-8月、12月有利于厄尔尼诺的形成；3-5月、9-11月有利于拉尼娜形成。所以，厄尔尼诺发生在2023年6-8月的可能性最大。

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   月亮赤纬角最小值对应厄尔尼诺指数下降区间，月亮赤纬角最大值对应上升区间，

       潮汐不仅有13.6天周期，而且存在7.1天和9.1天周期。1921年杜德生对月亮和太阳引潮力位进行了严格的调和级数展开，在展开中约有90项长周期成分。其中振幅超过这90项长周期振幅之和的0.5%的共有20个，在这20个中就有9天项和7天项。

       NASA的SABER卫星首次观测到因周期性的高速太阳风而产生的地球上层大气层的“呼吸”——一种膨胀和收缩的活动。根据美国最新的卫星观测结果，地球大气层正在有序地扩大和收缩，平均每九天就有一个周期！地球似乎在缓慢地呼吸，地球每天都在波动，在0.5到0.8米的范围内波动。

   随着太阳的27天的自转周期，这些太阳风通常以9天为周期冲击地球。高速太阳风有时候显示出的是七天的周期性。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1288792.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1358948.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1358222.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1358222.html

       对厄尔尼诺和拉尼娜有影响的因素有南极半岛海冰（周期性因素）、强潮汐南北震荡（周期性因素）、环太平洋地震带强震（突发性因素）、强潮汐组合和太阳风7-9天周期（周期性因素）。综合叠加结果决定厄尔尼诺指数的升降。

       每年2月南极半岛海冰面积最小，赤道太平洋海温最暖；9月最大，赤道太平洋海温最冷，南极半岛海冰开关控制秘鲁寒流的强弱。进入10月，南极半岛海冰减少，减弱秘鲁寒流，有利于厄尔尼诺发展，

       环太平洋地震带强震频发导致深海冷水上翻。

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         太阳风7-9天周期对厄尔尼诺影响在2023年7月最为显著，

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         值得关注的是，8月30日至9月1日最强潮汐组合的作用被太阳风7-9日上升期压制，类似情况8月已经出现多次。8月25日至9月1日厄尔尼诺指数太阳风7-9日周期非常显著。

     太阳风压缩大气层，背光方向形成气尾，向光方向形成臭氧洞（或臭氧稀薄区）。这是大气异常流动的结果。    

       两极臭氧洞首先是自然的产物。极夜和极昼的交替，极涡和低温条件，火山灰向极地的集中，臭氧洞在南北两极的轮换，都是自然规律运作的结果，远非人力所能控制。

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       同理，太阳风也压缩了海洋圈，形成背光的海洋尾。

        由于地球自转，除了两极地区外，地球背光的大气尾和海洋尾是绕固体地球由东向西旋转的。太阳风压缩大气圈和海洋圈因为7-9天周期的波动，会显著的影响赤道太平洋的气流和海流，进而控制厄尔尼诺指数变化。

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相关报道

[转载]国际新闻集：2023年7月份是全球最热的一个月

已有 861 次阅读 2023-8-15 10:09 |个人分类:备忘录|系统分类:科研笔记|文章来源:转载

国际新闻集：2023年7月份是全球最热的一个月

原创 缅华网 缅华网 2023-08-14 18:08 发表于缅甸

2023年7月份是全球最热的一个月

缅华网 伊江树报导

据8月10日出版的《缅甸之光》报报导，2023年7月是有史以来全球最热的一个月了，欧洲国家们的有关气象组织机构Agency这么宣布道。刚过去的7月份全球的平均温度为摄氏16.95°C，欧盟国家们有关气候变迁研究机构组织在8月8日这么公布道。

2019年7月份的全球平均气温为摄氏16.63°C，打破了1940年时的最高温度记录，创下新纪录。如今这新纪录在4年之后又被刷新了，2023年7月份的平均温度超过了2019年7月份的平均温度。这当中2023年7月31日这一天的平均温度为最高，这一天全球的平均气温为摄氏17.18°C。

从今年5月中旬开始，全球的海平面温度就异常地升高，欧盟国家的气象组织Agency这么说道。7月31日这一天海平面平均温度达到摄氏20.96°C，该温度比2016年3月最高的海水温度还高。

在过去的7月份，在亚洲、欧洲及美洲大陆上许多国家地区都遭到热浪的凌虐。亚洲的日本、韩国热浪逼人已造成有民众中暑死亡的现象，而加拿大及希腊国家也因气温过高造成山林大火的事件。由于人类的非理智的行为，大量制造释放出温室气体(二氧化碳)，是全球性气温升高的一个主要原因。

以上是《缅甸之光》转载自中国新华社的一则新闻报导。

https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1692063355&ver=4713&signature=F8XBErMASuErmcPg747KchXwRINkFcXMgI3p0hxR8VWhx6mXHGo1NEgVLVfbE7WjURQak6UNQKc472MjE*ib*1SJOJwB64wLfn7f0-1MRQrFrRLstqbaHDuy574JveZV&new=1

相关博文2023年7月太阳黑子达到本周期最大值145.26

已有 431 次阅读 2023-8-1 11:12 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

2023年7月太阳黑子达到本周期最大值145.26

                                                                     杨学祥

关键提示

       继2022年12月太阳黑子出现110高值之后，2023年1月太阳黑子再次出现高值133.35，但是2023年2月减少，降为130.64，3月更少，降为108.55。4月最少，跌破100，降为88.33，5月回升为125.77，6月达到最大值140.57，7月达到最大值145.26，连续两月创新高。

       7月太阳黑子峰值加快了厄尔尼诺的发展，是全球高温的重要原因之一，不利于新冠病毒的生存。

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相关图表

图3  2022年12月至2023年7月太阳黑子相对数日平均数（2022年12月太阳黑子异常峰值110，2023年1月出现更高值133.35，2月降为130.64,3月降为108.55，4月降为88.33，5月止跌回升为125.77,6月达到最高值140.57，7月达到最大值145.26。最高纪录保持至今）

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https://news.sina.com.cn/c/2023-01-01/doc-imxysqvc2427697.shtml

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https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1370132.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1370600.html

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:Product: Daily Solar Data            DSD.txt

:Issued: 0225 UT 01 Aug 2023

#

#  Prepared by theU.S.Dept. of Commerce, NOAA, Space  Weather Prediction  Center

#  Please send comments and suggestions to SWPC.Webmaster@noaa.gov

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#                Last 30 Days Daily Solar Data

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#                         Sunspot       Stanford GOES15

#           Radio  SESC     Area          Solar  X-Ray  ------ Flares ------

#           Flux  Sunspot  10E-6   New     Mean  Bkgd    X-Ray      Optical

#  Date     10.7cm Number  Hemis. Regions Field  Flux   C  M  X  S  1  2  3

#---------------------------------------------------------------------------

2023 07 01  166    119     1290      3    -999      *   9  1  0 14  0  0  0

2023 07 02  170    126     1350      1    -999      *   8  1  1 17  0  0  0

2023 07 03  173    117     1400      0    -999      *  14  1  0 29  2  0  0

2023 07 04  167    121     1310      1    -999      *   9  1  0  8  0  0  0

2023 07 05  154    101      270      1    -999      *  10  1  0  6  1  0  0

2023 07 06  158    149      980      2    -999      *   7  1  0 14  1  0  0

2023 07 07  161    147      910      2    -999      *   4  1  0 24  0  1  0

2023 07 08  161    167      830      1    -999      *   9  0  0  6  1  0  0

2023 07 09  179    183      950      2    -999      *   8  0  0 22  0  0  0

2023 07 10  191    181     1290      1    -999      *  12  2  0 40  4  1  0

2023 07 11  214    227     1860      2    -999      *   8  6  0 45  0  0  0

2023 07 12  193    219     2140      0    -999      *  10  4  0 24  4  0  0

2023 07 13  203    146     1870      0    -999      *  13  1  0 13  3  1  0

2023 07 14  181    141     1960      2    -999      *  10  1  0 17  1  0  0

2023 07 15  179     96     1690      0    -999      *   7  3  0 17  1  1  0

2023 07 16  184     99     1700      0    -999      *  15  3  0 15  2  1  0

2023 07 17  180    149     1980      3    -999      *  18  2  0 19  0  0  0

2023 07 18  219    142     1850      0    -999      *   9  5  0 14  0  0  0

2023 07 19  189    141     1660      2    -999      *  15  2  0  8  0  0  0

2023 07 20  184    131     1570      0    -999      *   5  0  0  8  0  0  0

2023 07 21  173    121     1500      0    -999      *   2  0  0 11  0  0  0

2023 07 22  174    103     1320      0    -999      *   3  2  0  8  2  1  0

2023 07 23  173    117     1300      1    -999      *   5  0  0 15  2  1  0

2023 07 24  165    141     1145      3    -999      *   8  0  0 28  0  1  0

2023 07 25  169    137     1110      1    -999      *   7  2  0 15  1  1  0

2023 07 26  167    147      955      2    -999      *  10  3  0 14  4  1  0

2023 07 27  165    154     1010      3    -999      *  15  2  0 17  0  0  0

2023 07 28  168    148     1210      1    -999      *   9  1  0 13  0  0  0

2023 07 29  179    147     1140      1    -999      *   6  1  0 16  1  0  0

2023 07 30  174    139     1010      0    -999      *   4  2  0 23  3  0  0

2023 07 31  177    197     1290      2    -999      *   7  1  0 18  1  1  0

ftp://ftp.swpc.noaa.gov/pub/indices/DSD.txt

 2023年7月1-31日太阳黑子总数：4503，日平均：145.26.

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    2023-2025年为月亮赤纬角最大值时期和太阳黑子最大值时期，与强潮汐叠加，可激发地震火山活动和冷暖空气活动（最强）。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1293301.html

       2023年7月1-31日为太阳黑子持续时间最长、强度最大的峰值时期 

        7月24-28日太阳黑子峰值加快提升厄尔尼诺指数最显著。

https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&quickforward=1&id=1399097

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1399099.html

结论

      太阳风和太阳黑子7-9天周期增温赤道太平洋表面海水，加快厄尔尼诺的发展，这一发现表明，太阳黑子活动是全球变暖的重要因素，2023年7月全球最暖和2023年全球最热新记录，证实太阳能量参与了全球变暖。应该列入气候模型。

相关论文

[转载]NATURE：气候模型无法解释2023年重大热异常——我们可能正处于未知领域

已有 136 次阅读 2024-4-8 20:07 |个人分类:气候变化|系统分类:论文交流|文章来源:转载

按：自然(Nature)2024年3月发表了题为“Climate models can’t explain 2023’s huge heat anomaly – we could be in uncharted territory”文章，作者是美国国家航空航天局戈达德空间研究所所长Schmidt G先生。此文很有价值，特此记录于此。

Schmidt G, Climate models can’t explain 2023’s huge heat anomaly – we could be in uncharted territory, Nature, 2024. 627(8004): 467-467. 

NATURE：气候模型无法解释2023年重大热异常——我们可能正处于未知领域

Gavin Schmidt

When I took over as the director of NASA’s Goddard Institute for Space Studies, I inherited a project that tracks temperature changes since 1880. Using this trove of data, I’ve made climate predictions at the start of every year since 2016. It’s humbling, and a bit worrying, to admit that no year has confounded climate scientists’ predictive capabilities more than 2023 has.

当我接任美国国家航空航天局戈达德空间研究所所长时，我继承了一个追踪1880年以来温度变化的项目。利用这些数据宝库，自2016年以来，我每年年初都会进行气候预测。承认没有一年比2023年更让气候科学家的预测能力感到困惑，这让人感到羞愧，也有点担心。

For the past nine months, mean land and sea surface temperatures have overshot previous records each month by up to 0.2 °C - a huge margin at the planetary scale. A general warming trend is expected because of rising greenhouse-gas emissions, but this sudden heat spike greatly exceeds predictions made by statistical climate models that rely on past observations. Many reasons for this discrepancy have been proposed but, as yet, no combination of them has been able to reconcile our theories with what has happened.

在过去的九个月里，陆地和海面的平均温度每月都比以前的记录高出0.2°C，这在全球尺度上是一个巨大的增幅。由于温室气体排放量的增加，预计会出现普遍的变暖趋势，但这一突然的高温峰值大大超过了基于过去观测的统计气候模型的预测。造成这种差异的许多原因已经被提出，但到目前为止，还没有将它们结合起来，使我们的理论与所发生的情况相一致。

For a start, prevalent global climate conditions one year ago would have suggested that a spell of record-setting warmth was unlikely. Early last year, the tropical Pacific Ocean was coming out of a three-year period of La Niña, a climate phenomenon associated with the relative cooling of the central and eastern Pacific Ocean. Drawing on precedents when similar conditions prevailed at the beginning of a year, several climate scientists, including me, put the odds of 2023 turning out to be a record warm year at just one in five.

首先，一年前普遍的全球气候状况表明，不太可能出现创纪录的温暖期。去年年初，热带太平洋刚刚结束为期三年的拉尼娜现象，这是一种与太平洋中部和东部相对偏低有关的气候现象。根据年初类似情况普遍存在的先例，包括我在内的几位气候科学家认为，2023年扭转成创纪录温暖年份的几率仅为五分之一。

El Niño — the inverse of La Niña — causes the eastern tropical Pacific Ocean to warm up. This weather pattern set in only in the second half of the year, and the current spell is milder than similar events in 1997–98 and 2015–16.

厄尔尼诺现象—与拉尼娜现象相反—导致东部热带太平洋变暖。这种天气形态只在去年下半年出现，目前的天气比1997-98年和2015-16年的类似事件要温和。

However, starting last March, sea surface temperatures in the North Atlantic Ocean began to shoot up. By June, the extent of sea ice around Antarctica was by far the lowest on record. Compared with the average ice cover between 1981 and 2010, a patch of sea ice roughly the size of Alaska was missing. The observed temperature anomaly has not only been much larger than expected, but also started showing up several months before the onset of El Niño.

然而，从去年3月开始，北大西洋的海面温度开始飙升。到6月，南极洲周围的海冰范围是迄今为止有记录以来最低的。与1981年至2010年的平均冰盖相比，大约相当于阿拉斯加大小的一块海冰消失了。观测到的温度异常不仅比预期的要大得多，而且在厄尔尼诺现象爆发前几个月就开始出现。

So, what might have caused this heat spike? Atmospheric greenhouse-gas levels have continued to rise, but the extra load since 2022 can account for further warming of only about 0.02 °C. Other theories put forward by climate scientists include fallout from the January 2022 Hunga Tonga - Hunga Ha‘apai volcanic eruption in Tonga, which had both cooling effects from aerosols and warming ones from stratospheric water vapour, and the ramping up of solar activity in the run-up to a predicted solar maximum. But these factors explain, at most, a few hundredths of a degree in warming (Schoeberl, M. R. et al. Geophys. Res. Lett. 50, e2023GL104634; 2023). Even after taking all plausible explanations into account, the divergence between expected and observed annual mean temperatures in 2023 remains about 0.2 °C - roughly the gap between the previous and current annual record.

那么，是什么原因导致了这种热峰值？大气温室气体水平持续上升，但自2022年以来的额外负荷只能解释进一步变暖约0.02°C的原因。气候科学家提出的其他理论包括2022年1月汤加Hunga Tonga-Hunga Ha’apai火山喷发的沉降物，该火山喷发既有气溶胶的冷却作用，也有平流层水蒸气的变暖作用，以及在预测的太阳活动高峰之前太阳活动的增加。但这些因素最多只能解释百分之几度的变暖（Schoebel，M.R.等人，Geophys.Res.Lett.50，e2023GL104634；2023）。即使考虑到所有合理的解释，2023年的预期年平均气温和观测年平均气温之间的差异仍约为0.2°C，大致相当于先前与现在的年记录之间的差距。

There is one more factor that could be playing a part. In 2020, new regulations required the shipping industry to use cleaner fuels that reduce sulfur emissions. Sulfur compounds in the atmosphere are reflective and influence several properties of clouds, thereby having an overall cooling effect. Preliminary estimates of the impact of these rules show a negligible effect on global mean temperatures — a change of only a few hundredths of a degree. But reliable assessments of aerosol emissions rely on networks of mostly volunteer-driven efforts, and it could be a year or more before the full data from 2023 are available.

还有一个因素可能在起作用。2020年，一些新规则要求航运业使用更清洁的燃料，以减少硫排放。大气中的硫化合物具有反射性，并影响云的某些特性，从而具有整体冷却效果。对这些规则影响的初步估计表明，对全球平均气温的影响可以忽略不计——只有百分之几度的变化。但气溶胶排放的可靠评估依赖于主要由志愿者推动的网络，可能需要一年或更长时间才能获得2023年的完整数据。

This is too long a wait. Better, more nimble data-collection systems are clearly needed. NASA’s PACE mission, which launched in February, is a step in the right direction. In a few months, the satellite should start providing a global assessment of the composition of various aerosol particles in the atmosphere. The data will be invaluable for reducing the substantial aerosol-related uncertainty in climate models. Hindcasts, informed by new data, could also provide insights into last year’s climate events.

这种等待太长了。显然需要更好、更灵活的数据收集系统。美国国家航空航天局的PACE发射任务于2月发射，是朝着正确方向迈出的一步。几个月后，该卫星将开始对大气中各种气溶胶颗粒的成分进行全球评估。这些数据对于减少气候模型中与气溶胶相关的大量不确定性将是非常宝贵的。根据新数据，通过反演还可以提供针对上年度气候事件的见解。

But it seems unlikely that aerosol effects provide anything close to a full answer. In general, the 2023 temperature anomaly has come out of the blue, revealing an unprecedented knowledge gap perhaps for the first time since about 40 years ago, when satellite data began offering modellers an unparalleled, real-time view of Earth’s climate system. If the anomaly does not stabilize by August — a reasonable expectation based on previous El Niño events — then the world will be in uncharted territory. It could imply that a warming planet is already fundamentally altering how the climate system operates, much sooner than scientists had anticipated. It could also mean that statistical inferences based on past events are less reliable than we thought, adding more uncertainty to seasonal predictions of droughts and rainfall patterns.

但气溶胶效应似乎不太可能提供任何接近完整答案的东西。总的来说，2023年的温度异常突然出现，揭示了前所未有的知识差距，这可能是自大约40年前以来的第一次，当时卫星数据开始为建模者提供无与伦比的地球气候系统实时视图。如果异常现象在8月前不能稳定下来—这是基于之前厄尔尼诺事件的合理预期—那么世界将处于未知领域。这可能意味着，地球变暖已经从根本上改变了气候系统的运行方式，比科学家预期的要快得多。这也可能意味着，基于过去事件的统计推断不如我们想象的那么可靠，给干旱和降雨模式的季节性预测增加了更多的不确定性。

Much of the world’s climate is driven by intricate, long-distance links — known as teleconnections — fuelled by sea and atmospheric currents. If their behaviour is in flux or markedly diverging from previous observations, we need to know about such changes in real time. We need answers for why 2023 turned out to be the warmest year in possibly the past 100,000 years. And we need them quickly.

世界气候的大部分是由复杂的远距离联系驱动的，这种联系被称为遥相关，由洋流和大气流推动。如果它们的行为与之前的观察结果不一致或明显不同，我们需要实时了解这些变化。我们需要答案来解释为什么2023年可能是过去10万年中最热的一年。我们很快就需要它们。

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小冰期的成因：地磁层漏能效应和地磁层空洞漏能效应

已有 842 次阅读 2023-7-24 15:16 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

           小冰期的成因：地磁层漏能效应和地磁层空洞漏能效应

                                                                   杨学祥

关键提示

       地球磁场和太阳风暴

       最强烈的太阳风暴源于太阳黑子活动的峰年期，黑子的实质是剧烈活动的呈紧密缠绕状态太阳环向磁场，像拉紧的皮筋，易被扯断，扯断之后太阳大气中的能量会释放出来，形成耀斑，向太阳系空间发射出大量高速高能粒子和带电粒子的混合体等，形成强烈的太阳风，我们习惯称它为“太阳风暴”。这些被抛射出的粒子会到达地球，但地球本身有一个强大的磁场，于是这些粒子流会撞击地球磁场和大气层，形成一个形状像一头开口的口袋一样的地球磁层。绝大部分太阳高能粒子被阻挡在地球磁层之外，仅有少数太阳高能粒子穿透地球磁层，沿着地球磁力线进入地球内部。地球磁场的磁力线从南极流向北极，在两极地区形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降，一般进入地球的两极地区，两极的高层大气，受到轰击后会发出光芒，形成极光。地球磁场实际上是对太阳风（暴）起到了一个屏蔽、抵御和保护地球的作用。

       地球磁场是地球的重要物理场之一,展布的空间很大，包围地球，像保护伞一样保护着地球上的生物免受宇宙辐射的伤害，其中就包括把绝大部分“太阳风”粒子阻挡在地球之外，成为地球的重要环境因素之一，对人类的生存和发展起着至关重要的作用。

       我们一方面要观察、研究太阳风暴本身，一方面要考虑地球磁场和大气的防护能力，两者综合起来才能把影响考虑周全。尤其是我们的磁场，因为它不但被我们关注的少，而且我们“盾”也并不让人乐观，有研究发现，我们的地球磁场正在变弱。

       科学家的近期研究表明，地球磁场正在迅速减弱。在过去的160年里，磁场强度令人吃惊地下降了10%。

       太阳风暴发生过程中来自太阳的带电粒子很容易迸入极区产生电离作用，发生极光，当然也会引起磁暴和电离层暴，在地磁场中的运动会产生强大的感应电流，其结果可能导致该地区电网变压器的铜线快速加热并被融化，电流失去控制，严重损坏该地区的电力系统、通讯线路，如果地球磁场强度减弱，捕获能力就会减弱，那么发生电离的范围就会扩大，电网等被损害的范围可能会随之加大。地磁变化应该成为我们研究这次太阳风暴影响的重要的考虑因素，加以重视。

       计算机模型的计算结果也表明，如果两个磁极的强度继续减弱，则来自太阳的粒子流便可能使高达40%的地球高纬度臭氧被破坏，每次的破坏时间将长达数月至一年之久，这也为南北极海冰融化提供了合理的解释。

     “臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”

       到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时，会大量破坏南极臭氧，随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”，使被臭氧层阻隔的2%太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢，这是赤道高空风产生的一个原因。拉马德雷现象就是太平洋上空高速气流方向转换的现象，拉马德雷暖位相增强厄尔尼诺事件，拉马德雷冷位相增强拉尼娜事件，从而影响大气环流和全球气候变化。两极臭氧洞的“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”使太阳能量进入两极，北极和南极大陆边缘的海冰大量融化，打开南美洲德雷克海峡的海冰开关，减弱秘鲁寒流，进一步增强厄尔尼诺现象。与此同时，增高的海洋表面温度使更多氯元素从海洋进入大气，使臭氧洞进一步扩大，从而进一步影响气候、增加灾害性天气发生的几率。地球历史表明，强地磁场对应地球的寒冷气候，如第四纪冰期；弱地磁场对应高温气候，如中生代的温暖期。地磁场减弱也是全球变暖的原因之一：地磁场减弱导致更多太阳能量进入地球。

       太阳磁场除了能够调制进入大气的高能粒子流外,可以通过某种磁电耦合机制影响地球系统。太阳风磁场和地磁暴的相关性是明显的,也可以引起高层大气磁活动和环形电流的相应变化。据研究，太阳活动与旱涝灾害、厄尔尼诺事件、世界流感的发生密切相关，其发生规律有待于进一步研究。有专家认为，太阳风的高能粒子流从两极进入地球，是形成地震的能量之一，极光是其在大气中的表现。磁暴是地震学家预测地震和灾害的手段。

       种种迹象和研究表明，地球磁场是地球变化的重要因素，我们必须加强这方面的研究，把它加入到引起自然变化因素中去。近年来全球地震、干旱、洪水、高温等极端气候的出现，不能排除和地磁减弱的关联。如果在今后若干年内，这些灾害气候频率和强度有增加趋势的话，并且地表测得宇宙射线辐射剂量同步增大，则可以确认这种关联。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-363907.html

       太阳黑子延长极小期与小冰期的对应性

从15至17世纪的200余年内，世界上强震很多，其它自然灾害也很集中，这也正是蒙德极小值期。与之对应的中国华北第六地震活动期，延续了200多年，其间发生了4次8级地震，7次7级地震，其后的平静期延续了85年，未发生任何大于6级的地震[15]。这个时期太阳活动处于极小值，人们往往把它当作小冰期气候产生的原因。实际上，单凭太阳辐射能量变化不足以解释气候的巨大波动。Eddy等人估计，气候响应与正常发生的变化相比是很小的——太阳常数的变化至多使地球表面的温度受到零点几度的扰动，问题的关键是能够激发低层大气发生变化的机制。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-521283.html

太阳黑子活动和火山活动导致小冰期

历史学家称从1550年到1750年这一全球气温持续异常的时期为小冰期。目前学界提出了两个原因进行解释。一个是被称为蒙德极小期的太阳黑子活动导致；还有一个是菲律宾、印尼、新几内亚到日本的火山大量喷发导致（见表1-2）。

太阳黑子说认为太阳能量的释放和太阳黑子有关，较少的太阳黑子活动意味着太阳光照射强度的下降。太阳黑子的活动有周期性，这跟地球气温形成了关联。

其次则认为气温下降跟火山大爆发有关，火山将二氧化硫气体喷射到高层大气之中。二氧化硫与蒸汽形成了微小的硫酸液帝，将太阳光反射回去。1642年菲律宾大火山的爆发接着就有三年低温。

表1 太阳活动、火山喷发、强潮汐和低温期的对应关系

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-972713.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-976487.html 

图1 400年太阳黑子观测：太阳黑子超长极小期和极大期

https://www.zhihu.com/question/32111558/answer/54892864

  太阳黑子有约200年的变化周期，通常称之为延长极小期。从公元850年起，我们可以确定的太阳黑子延长极小期就有7次之多，它们分别是：

      太阳黑子超长极小期

   奥特极小期（Oort minimum）（1010-1080）

   麦蒂威密讷极小期（Medieval Minor Minimum）（1150-1200）

          沃尔夫极小期 （Wolf Minimum） （1270-1350）

          斯玻勒极小期 （Sprer Minimum）(1430–1520)

          蒙德极小期  （Maunder Minimum）（1620-1710）

          道尔顿极小期（Dalton Minimum）(1787–1843)

   道尔顿次极小期（Dalton Minimum2）(1875–1940)

图2 太阳活动周期低值与小冰期对应

       美国卫星发现地球磁场出现巨大空洞

　　2008年12月18日 09:31  大洋网-广州日报报道的新发现

　　科学家们一直在密切关注地球磁场，因为它是保护地球不受宇宙空间恶劣气候影响的重要屏障。地球磁场就跟一座通风良好的老房子一样，有时会被来自太阳的猛烈的带电粒子穿透，从而导致耀眼的极光出现，或者令卫星和地面通讯系统受到干扰。(本报综合报道)

　　本报综合报道 美国科学家16日发布报告称，近年来的卫星观测显示，保护地球的地球磁场受到了迄今为止来自太阳的最强烈能量冲击，一度出现一个空洞。这一现象是去年夏天由美国航空航天局(NASA)所发射的“西弥斯”卫星系统发现的。

　　地磁层空洞的出现必然导致太阳高能射线进入，形成地磁层空洞漏能效应。           

           综合结论

       地球接收太阳能量的大幅度变化，主要表现在太阳黑子和高能粒子的数量：太阳黑子延长极小期时期几乎没有太阳黑子，除此之外，地磁强度比现在增加10%，也就是拒收10%太阳高能粒子；反之，现在地磁强度减弱10%，进入两极的太阳高能粒子增加10%，再叠加臭氧洞漏能效应、地磁层漏能效应、地磁层空洞漏能效应，其最大特征是，变暖首先从两极冰盖融化开始，符合现今变暖现实。

       在两极，地磁层漏能漏斗长久存在，即使没发生空洞，太阳高能粒子也源源不断沿着磁力线向两极集中。这是被我们长期忽略的能量交换。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1396474.html

       这正是近年来两极冰盖快速融化的原因。