主题：【系列】太阳黑子周期长度和地球气候（0）引子 -- PBS

Armagh是一个在英国北爱尔兰的小城镇，不是个很有名气的地方。

这个城市有一个天文台，Armagh Observatory，1790年建台，比起大名鼎鼎的格林威治天文台，这个天文台算不得太古老悠久。

这个天文台其实早期是个气象台，只是记录气温，风，降水等气候现象。不过除了记录气候现象之外，这天文台还对太阳黑子的数目进行了观察和记录，并成为传统。今天这个天文台还是以太阳活动研究见长。

这个天文台的所有的观察数据对公众开放，人们可以从网上下载所有的观察数据，包括早期的气候观察原始记录影印件。

比如这是1840年1月的记录影印件：

在长期观察后，Armagh的天文学家（气象学家）们发现了太阳黑子的周期长度同当地的气温有某种联系，即太阳黑子周期长，气温则低，太阳黑子周期短，气温则高：

早期的观察不会用那种1-2-1或1-2-2-2-1的数理统计筛选法（1991年的那篇《科学》杂志文章上提到那些方法）来计算太阳黑子周期长度，所以我们可以大致地看出气温的确随黑子周期变化，至于相关变化的幅度，那就要用另外的统计方法了。

利用英国Armagh的原始数据，有人给出下面的图表：

太阳黑子周期长度和当地气温的关系用这么个统计就给勾画出来了。

英国人有这个观察，荷兰人也有这么个观察：

大家一定知道美国人是不会落后的：

缅因大学的观察：

布朗大学的观察：

达特茅斯学院的观察：

中国科学家在研究长江中下游的长期气候变化时，也得出了类似结论（他们用1-2-1的方法），有文章总结了他们的工作：Solar Activity and Climate

从达特茅斯学院的这个图可以看出在计算第22和23太阳黑子周期差距时，每一年的周期长度差距变化相当于0.73摄氏度的变化。

这是一个相关性研究后的数值结果，没有什么机制研究在里面。

没有机制研究的东西有什么用呢？

研究黑子周期至少对农业生产有指导意义：太阳黑子周期每一年的变化，相当于农作物生长条件的纬度移动100公里。

对中国美国这些农业大国来讲，这样的相关性研究至少比Hansen，Jones去搞什么二氧化碳影响气候的数学模型更靠谱。

• 气候变暖对农业生产有利·

从题目上看大家可能就明白这个22年周期是太阳黑子周期11年的2倍数，这是个什么周期呢？

我们已经知道，太阳黑子是个磁场现象。凡是磁场东西通常带有极性，太阳的磁场极性和地球磁场极性一样也有N极和S极之分。

地球磁场磁极有个反转的现象，即南北极磁颠倒过来，这个反转每隔百来万年就可能发生一次，这种反转带来什么后果，我们还不清楚，反正地球上的生物经历过多次这样的反转还存活着。

同地球相比，太阳的南北磁极反转则要频繁的多，太陽的磁場每11年會反轉一次。

當太陽達到每11年活動週期中的極大期時，太陽表面的爆發現象如閃焰、爆發日珥與日冕物質噴發等，會比平常更多、更頻繁，規模也更大；同時，太陽的磁場極性會在極大期達到最盛時反轉。例如：太陽北極原本是磁N極、南極是磁S極，此時會反轉成北極為磁S極、南極為磁N極；到11年之後的另一個極大期，太陽磁場又再次反轉回原本的北極是磁N極、南極是磁S極。如此週而復始。因此，太陽真正的活動週期，應是22年的「磁週」。

既然太阳黑子周期有长短变化，那么可以推测太阳磁场磁极反转周期也应该有长短变化，如果这个推断成立，那么这个磁周同地球温度变化也应该同黑子周期与地球温度变化同步：

从上图可以看出，当太阳磁周接近20年时地球升温至最高，而在26年时最低。

现在我们引入一个概念————磁极反转周期，这个周期同数黑子来计算周期有个这样的优点，我们不必再争吵什么时候那个周期开始或终止，只要看磁极的极性反转至某个值即可。

太阳磁场磁极强度的观察和分析在上世纪70年代以来得以完善，美国斯坦福大学的Wilcox太阳天文台，Wilcox Solar Observatory (WSO)在这方面做了很多工作，中国怀柔太阳观测站 (HSOS)也在做这方面的工作：

Wilcox Solar Observatory (WSO)：

怀柔太阳观测站 (HSOS)：

斯坦福的太阳天文台将原始数据全部公开上网，这使得我们可以观察分析太阳磁场和磁极的变化，而中国怀柔太阳观测站到目前为止我还无法看到任何给公众的观察数据。

现在我们来看斯坦福的太阳磁场磁极变化的数据：

这张图给了一些有意思的东西：

我们如果用太阳磁场磁极在南北极中和的那一刻，即太阳磁场强度总和等于零时为基点，我们可以看到从1980年至2000年，太阳磁场极性发生了一次周期变化，这个周期是20年，每个反转耗时10年，所以这个周期是短周期，同地球在1980-2000年升温吻合。

从2000年起，太阳磁场开始表现不“正常”了：首先磁场强度比较低（平均没有达到0.5高斯），这个同亚利桑那大学数黑子的那两位观察到的现象一致：太阳黑子的磁场强度在下降。

我们从黑子的起源一文可以知道，太阳表面磁场的存在是形成黑子的首要条件，如果太阳磁场强度趋于零，那么黑子就会荡然无存了。由目前的曲线走势来看，这个低磁场强度会维持相当长的时间，哪怕反转过零点，还是持续这个趋势的话。

其次，由于直至2010年还没有越过磁场强度零点，那么这个太阳磁周会变得相当长（上半场已经超过10年了，裁判还未吹哨）。

会不会这就是类似道尔顿最小期的太阳活动的写照？由于人类完善太阳磁场观察始于1975年，我们无法用现代手段去比较历史数据了。

从这张图，我们可以这样下结论：太阳磁场强度和磁极反转时间长度是判断太阳黑子周期长度和判断是否进入太阳黑子最小期延长的一个数字化标准。

最近发表的美国《科学》杂志文章：太阳磁场减弱 将处于“睡眠”状态，就讨论了这件事。

小时候听大人讲：人一生可以看到10次以上的月全食，1-2次日全食，1次哈雷彗星。

那么也许可以说不是每个人在其人生能观察到太阳黑子最小期延长现象，这次我们会观察到它吗？

我们讨论了太阳周期的长度和地球气候的相关联系。

太阳黑子周期长度变化同太阳磁场周期强度变化相关，这个相关性可以从机制上证明。

太阳黑子周期长度变化同地球气候变化有相关性，其机制如何，我们将要在以后讨论。

在讨论这个可能的机制之前，我会谈论一些和气候有相关性的几个现象。

先喝水去。

这几天冰岛火山爆发，也引出了火山活动和气候变化的关系的讨论，看着也挺有道理和依据的。能不能把火山活动、太阳黑子周期等等和气候一起综合一下？^_^

而从四月十四日起，太阳表面就没有黑子了，这个无黑子期已经持续了2个星期。

是巧合还是有相关性，有待观察。

最近几天，危地马拉和南太平洋的2个火山也爆发了。

危地马拉火山爆发：

南太平洋Gaua火山爆发：

意大利的那不勒斯地区的Ischia火山（最后一次喷发是在公元1302年）最近好像也有活动了。

那不勒斯位于那不勒斯湾的北岸，其东西两侧分别是两个火山区域：维苏威火山和坎皮佛莱格瑞火山区。因此，该市自古至今不断受到火山活动和地震的威胁。

Italy says Ischia volcano, near Naples, could blow

如果说厄尔尼诺现象同全球暖化有关，那么拉尼娜同全球冷化有关？

受赤道太平洋拉尼娜事件和欧亚大气环流异常的影响，2008年1月10日以来，中国南方出现了四次历史罕见的大范围低温雨雪冰冻天气过程。

2009年冬季中国全国范围也出现了大规模低温雨雪冰冻天气。

拉尼娜是西班牙语“小女孩”的意思，也称反厄尔尼诺现象，指发生在赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常变冷的现象，表现为海水表层温度低出气候平均值0．5以上，且持续时间超过6个月以上。拉尼娜现象的征兆是飓风、暴雨和严寒，它与厄尔尼诺现象均会使全球气候出现严重异常。

1998年中国长江大洪水和1998年6月开始的强拉尼娜事件有关。

去年厄尔尼诺比较强，持续到好象是今年一月份。如果出现今夏出现拉尼娜，我不会很惊讶（上次发帖子说中国今夏天气的时候已经考虑了），不过不知道程度如何。我认为和全球冷化没什么关系。

目前认为是和全球暖化相关。

全球暖化会导致拉尼娜减弱，不知道是否算是共识。

学习了， 还有一枚通宝收获。

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你来说说对地球气候可能的影响吧

太阳表面黑子逐渐增多进入活跃期

好像有说法什么什么情况下，小冰期，没粮吃什么的，给评估一下呗

顺便说一下，你这几天老在高铁上忙活，如果你在这个问题上能说得有根有据，我就不怀疑你的ID被盗了

我的ID没有被盗。

小冰期嘛，对靠天吃饭的农耕社会影响极大，对工业社会来讲不是大问题。

不要说别人不让你说话，你说的话只是你一个人的屁股的话。

别人和你观点相差太远，你还是自说自话，自己开贴去把。