太阳活动对地球气候和天气的影响

本文介绍近年来太阳活动对地球气候和天气影响方面的主要研究成果。包括四个关键的问题:(1)太阳活动与地球系统的能量收支;(2)太阳活动对地球气候的影响(包含气候变化、温室效应、火山);(3)太阳活动对季风和天气的影响与(4)太阳活动的变化会造成地球的长期寒冷气候吗?通过对上述问题的阐述,可以深入认识太阳活动对地球气候和天气影响的事实与机理,以及对未来地球气候可能变化的前景,从而为认识地球气候和天气变化的原因和驱动力提供更全面、更深刻的认识。     

天气气候中太阳活动信号的敏感区域

太阳活动是地球气候形成的重要驱动因子,与地球气候变化有密切的联系,但研究分析发现,地球气候对太阳活动变化的响应具有较大的空间差异,地球上某些区域的天气气候对太阳活动更加敏感。主要介绍了对太阳活动变化特别敏感的三个响应区域,即极地—北大西洋区域、热带地区和季风区的天气气候变化与太阳活动变化的联系。从不同的时间尺度上总结了太阳活动对极地—北大西洋区域的影响事实和可能机制,指出了太阳活动对云微物理过程/平流层—对流层耦合的调制在其中扮演重要角色,回顾了热带地区对流活动、海表温度以及ENSO循环中明显的太阳活动信号,归纳了亚洲季风系统活动的边缘地区变率对太阳活动的响应。最后提出了未来关于天气气候中太阳活动信号的敏感区域研究中需要关注的一些科学问题。     

全球增暖的另一可能原因初探

太阳是地球流体(大气和海洋等)运动的最终能量源,地球环境,尤其是气候的变化不能不与太阳活动有关.目前,普遍将全球增暖归结为温室气体含量增加所导致的温室效应的加剧,这无疑是有一定依据和有道理的.但从科学上来讲,人类活动所引起温室气体增加的影响,并非是唯一原因.基于已有的一些研究结果,从太阳活动的观点所进行的初步分析表明,太阳活动也可能是引起近世纪全球增暖的另一个重要原因.太阳活动的影响主要包括太阳辐射的直接影响和引发地磁场变化的间接影响两个方面,地球磁场的变化将可通过动力过程和热力过程而影响大气环流和气候的变化.     

太阳活动的变化与地球天气

一、前言在最近四年中,关于地球天气与太阳(或太阳风)变化之间关系的研究已经得到加强。有关这方面的大部分研究工作,根据时间尺度可分为三类: (1)与太阳输出长期变化相关的几百年至几千年的气候变化; (2)与22年太阳周期相关的气候变化; (3)与太阳短期活动相关的时间尺度为几天的天气变化。不论哪一种时间尺度,都还没有定论性结果表明太阳-天气之间的相关关系,但却有足够的证据表明进一步研究是有意义的和有价值的。最有说服力的证据是有关气候长期变化方面的证据,这种长期气候变化可能与低于全部观测到的     

编辑选编

<正>太阳活动年代际变化对现代气候影响的研究进展——《地球科学进展》2013年第28卷第12期太阳活动对现代气候变化尤其在年代际尺度的影响和贡献是亟待认识的科学问题之一。肖子牛等撰文回顾了近年在年代际尺度上太阳活动影响地球气候的新观测证据,侧重阐述了太阳总辐射、紫外辐射和宇宙射线影响气候的途径和气候系统响应机制的细节,以及对其评     

太阳活动影响气候的放大过程之时空选择性

太阳是形成地球气候的原始驱动力之一,但太阳活动变化对气候的影响究竟有多大,其机制和途径是什么,是否存在放大效应,一直是有争议的一个问题。结合国家重大科学研究计划"天文与地球运动因子对气候变化的影响研究"一些研究进展,综合归纳了太阳活动变化对气候系统一些关键环节的影响和作用,阐述了气候系统对太阳活动的响应具有显著的时空选择性。指出太阳活动通过季风活动通道,可能将太阳活动对极区和西太平洋热带对流区的影响放大,并最终影响全球气候。     

第80页评刊 来信截至2014年10月15日

<正>@huangct作为天文爱好者、气象工作者,看到"天文因子与气候变化"这个专题还是很有兴趣的。主编语提到地球所接收到的太阳辐射能量可以通过太阳总辐照度(TSI)进行量化,而TSI会受到太阳黑子、光斑、耀斑、谱斑、日珥和日冕物质抛射等太阳活动影响而发生改变,而文章《海洋热含量对太阳总辐射11年周期变化的响应》也提到TSI随太阳黑子数有周期变化。这些介绍的都是太阳内部变化改变TSI从而影响气候的变化,而地球绕太阳公转运动中会受到其他大行星的引力干扰使轨道参量变化,这样也会有地球接收太阳辐射的日照     

空间天气事件对航天器的影响

航天器在太空中运行,将不可避免地受到空间天气的影响,而太阳爆发性活动是引发空间天气变化的源头.从2008年10月起,太阳开始进入第24太阳活动周,预计于2013-2014年到达太阳活动峰年,伴随着太阳活动水平会明显加强,存在发生强空间天气事件的可能性.从航天器工程的角度,介绍了太阳活动的基本规律,分析了太阳活动峰年期间...     

太阳活动对中国东部夏季降水异常的可能影响

太阳活动与气候变化的关系急需深入进行探索性研究,本文的分析研究表明,中国东部夏季降水与太阳活动有明显的关系。强(弱)太阳活动年,华北平原和东北南部地区少(多)雨,西北地区却多(少)雨,而江淮地区的夏季降水量也偏多(少);太阳活动与夏季的梅雨量存在着既显著又复杂的相关关系,而且它们间的相关关系还随时间有年代际变化。强(弱)太阳活动有利于在中国上空造成500 hPa位势高度出现正(负)异常,并与夏季降水异常的形势较为相配,可认为是太阳活动影响中国东部降水的重要途经。尽管目前尚未形成完整的理论,但基于已有的观测和分析研究,作为一个讨论内容,我们提出了一些关于太阳活动影响天气气候变化的初步看法。     

太阳活动变化对东亚冬季气候的非对称影响及可能机制

基于1959～2013年的观测和再分析资料以及10.7 cm(2800 MHz)太阳射电通量资料, 本文分析了太阳活动变化与东亚冬季气候的相关关系, 分析结果表明:太阳活动变化与东亚冬季大气环流有较好的相关性, 且在太阳活动的强、弱时期该相关关系存在很大差异, 在强太阳活动时期太阳活动变化与东亚冬季气候的联系更为显著, 而在弱太阳活动时期二者之间的直接联系微弱, 这表明太阳活动变化对东亚冬季气候的影响具有非对称性特征。在太阳活动较强的时期, 随着太阳活动的增强, 东亚中高纬对流层中层的大气环流倾向纬向型, 东亚大槽减弱, 850 hPa出现异常偏南风, 地面上西伯利亚高压以及冬季风减弱, 东亚大部分地区气温显著偏高;而在太阳活动较弱的时期, 太阳活动的年际差异与东亚冬季大气环流之间几乎不存在显著联系。分析太阳活动较强和较弱时期纬向平均纬向风的差异发现, 其间平流层行星波活动、热带西北太平洋海表温度的差异可能是造成这种非对称影响的重要原因。在强太阳活动时期, 平流层行星波在太阳活动的异常增强年有异常的从极地向赤道的水平传播, 高纬地区E-P通量(Eliassen-Palm flux)异常辐散, 导致中高纬西风及北极涛动(AO)增强, 同时热带西北太平洋海温异常偏冷, 海陆热力差异缩小, 大气环流经向度减弱, 东亚冬季风偏弱。     

对IPCC第五次评估报告检测归因结论的解读

<正>气候变化的检测归因是识别人为和自然因子对气候变化相对贡献的核心研究内容,也是迄今没有很好解决的科学问题之一。学术界对于检测和归因的概念有严谨的阐述~([1])。气候变化的检测,是在某种统计意义的定义下揭示气候或被气候影响的系统已发生变化的过程,但并不解释这种变化的原因。归因是在给定的统计信度上评估多个因素对某一变化或者事件相对贡献的过程,是结合统计分析和物理解析的过程。这些因素包括人为强迫(如工业排放导致的大气温室气体浓度增加和气溶胶变化、大规模土地利用)和自然强迫(如火山活动、太阳变率)。政府间气候变化专门委员会(IPCC)自发布第     

达州21世纪初伏旱气候展望

达州盛夏旱涝气候的形成与太阳活动的影响有关,它们都具有以11 年为基调的变化周期。达州盛夏旱涝气候变化以33年为主要周期。根据N1 功率谱和方差分析:预计1990 年至2022 年将进入一个新的气候周期;并预计21 世纪初(前十年)达州为伏旱气候年代,伏旱天气出现频率达70% 左右,强度平均为31—35 天。     

太阳活动对近百年气候变化的影响研究进展

主要参阅了近十年来的有关文献,回顾和总结了太阳活动对近百年气候变化影响的研究进展.首先,回顾了太阳活动对全球和区域尺度的温度、季风和降水影响的最新观测证据和模拟结果;其次,从北极涛动(AO)、北大西洋涛动( NAO)、ENSO、准两年振荡(QBO)等方面总结了太阳活动对各气候模态的可能影响;然后归纳了太阳活动影响气候变...     

全球气温趋势和近期中国气候灾害的成因分析和展望

全球气温演变趋势和近期中国气候灾害有一定的联系;分析表明:1998年以来全球气温基本稳定仅有小幅波动,并未呈现如IPCC(2007)所预言的那样快速升温,而2005年以来太阳活动的异常状况可能标志它今后的长期减弱趋势;因此本文首先归纳太阳活动影响气候研究的最新进展,发现其对气候的影响绝非限于大气顶上太阳总幅照(TSI)的微小变化,而会通过平流层臭氧对更大变幅的紫外辐射的的吸收,加热作用触发平流层-对流层的大气环流变化,结合热带-副热带海洋混合层对太阳输入能量的积累,TSI 0.1%的变化会在地球气候系统中产生放大效应,这突出表现在东太平洋热带-副热带海域海-气作用的响应,ENSO位相相应变化及北极/北大西洋涛动指数的响应,大量的观测研究结果支持上述论点;近年来太阳活动低值期北半球冬季中高纬和中国均遭受异常冷害侵袭即是明证,初步揭示出以夏季东太平洋副高强度指数首先反映的地球气候系统对太阳活动响应的一系列气候过程;对今后10 a全球气温趋势也作了初步展望。     

二千年来太阳活动的11年周期资料

在研究气候变化及制做超长期预报时,太阳活动11年周期是大家经常考虑的一个因子。我们曾对1610年以后的11年周期做过分析。但是,我国历史资料丰富,无论严冬、大雪、水涝、干旱的记载,还是树木年轮、河底石鱼等遗迹,均能反映出数百年以至上千年前我国的气候情况。为了弄清历史上气候变化与太阳活动的关系,就需要把太阳活动资料也向前延伸。不过,1610年之前没有可能对太阳黑子进行仪器观测,那时的太阳活动只能根据肉眼对黑子的观测以及其它间接资料来判断。我国古代有很多关于太阳黑子及极光的记载,国外也有一些记录。D.J.朔韦(Schove)曾详细分析了有关的资料,确定出公元前五世纪以来的太阳活动11年周期最高年(M年)及最低年(m年)出现年份     

太阳活动的变化与全球温度

人们早就猜想到太阳活动变化对地球气候有影响，并且许多相关分析也指出了这种联系，但在多数情况下，相关很少具有统计意义。然而，最近的结果指出地球气候的变化与太阳活动有强相关。发现对流层和平流层上部温度与太阳１０－１２年周期有同步关系，在更长时间尺度上，发现全球温度，特别是北半球陆面气温与太阳活动的长期变化有几乎理想的相关。太阳活动并不能仅用一个参数来表示。不论是１８６０－１９９０年的仪器温度记录，还是     

盆东气候变化与太阳活动影响的关系

一是周期分析,采用NI(非整数波)功率谱和方差等周期分析方法,对近百年来重庆市沙坪坝站各季、全年的降水、气温等气象要素和太阳黑子年相对数的十年滑动平均值进行周期分析;同时对各要素的历史变化趋势项、主要周期项等气候变化层次结构进行分解和相关计算,进一步了解盆东降水、气温变化的规律、特点、内在联系以及它们与太阳活动之间的关系.二是气候分型,以伏旱气候年代为基础对全年的气候进行总结和分类.三是气候展望 ,根据太阳活动变化趋势及对伏旱气候年代的预测就展望盆东未来气候的变化,结合各季、全年降水、气温的预测,对气候展望进行补充订正.     

气候变化及其脆弱性

人们对全球气候变化的关注从来没有象现在这样“热”过，气候变化问题已从一个纯科学研究的领域变成社会公众和传媒谈论的热门话题。对于人类生产生活而言，气候变化与人们脆弱性的关系是非线性的。因为人类与其生产系统只能适应一定范围内的气候状态，过与不及都是不能适应的灾害。生产的稳定性与气候的多变性决定了灾害不可避免性，但是灾害的减少却是可能的。首先要弄清气候变化的原因，才能最大限度的降低我们对气候变化的脆弱性，提高我们的适应能力，把灾害减少到最小程度。影响气候变化的因子很多，太阳活动的影响是不容忽视的，这种…     

行星与气候关系研究评述

行星与气候关系的研究由来已久,迄今已在多个方面取得进展:行星长期摄动可使地球轨道参数发生变化导致冰河期和间冰期的重大差别;九星地心会聚的力矩效应可引起历史气候的百年和千年振动;行星的短期效应,通过它与月亮(或太阳)、地球成直线时的非经典引力效应而触发天气变化;还可能存在行星日心会聚对太阳活动的触发或调制作用再影响地球气候;以及行星近地效应等方面.至于"行星对应区"方法,则其统计关系是不显著的.还须看到,行星与气候关系仅是天文气象边缘领域研究的组成部分之一.     

近年来国外关于太阳活动对大气环流和天气影响的研究

本文综合介绍了十余年来国外关于太阳活动影响对流层环流和天气的研究工作。首先说明太阳表面及太阳大气的结构、太阳活动的定义以及引起太阳辐射改变的一系列太阳物理过程。然后重点介绍太阳活动影响大气环流和天气方面的某些主要研究结果。并指出太阳活动影响天气的几种可能机制。最后,本文认为这个问题的进一步研究,将会对天气预报等方面作出有益的启示。