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太阳黑子持续十几天消逝 新一轮“冰河期”要来了?

分类:新闻摘要 作者:千影 评论:0 点击: 341 次 日期:2016-07-16

  文章来源:科学大院 微信公众号

  编者按:太阳黑子是太阳运动程度的标识,但是在2016年6月底,太阳上连续十几天没有黑子,难道很快要进入太阳运动低年?太阳马上要进入休眠状况了?地球要进入新一轮“冰河期”了?

  “冰河期”真的要来了吗?

  最近,跟着第24运动周太阳运动程度的一直降低,太阳上的黑子真是越来越少 了,以前还可以掰着指头数,现在恐怕只能握着拳头数了。甚至在6月下旬开始的十几天里,太阳上便没有了黑子,明亮的太阳上干干净净的。

7月5日没有黑子的太阳(SDO卫星观测)7月5日没有黑子的太阳(SDO卫星观测) 

  眼瞅着这么冷冷清清的太阳,仿佛要进入休眠状况了。这不禁让我们想起了去年流传甚广的一篇报道——《太阳2030年将休眠 地球即将步入冰河时期》。文章回忆起了1645-1715年时期的“小冰河期”,当时的情形简直太凄凉了。据记载彼时太阳运动衰减到极低状况,太阳黑子几乎没有记录。而这段时间,寰球普遍呈现气温降低趋势。英国大部分河流都结冰了,人们纷纷在泰晤士河上溜冰。全世界范围内农作物产量降低,许多地方都呈现了大量饿死人的现象。

  对着这么衰弱的太阳再细看一眼,是不是背后有点冒冷汗,莫非历史要重现,地球提前进入寒冷的“冰河期”了?

  虽然太阳黑子变弱和地球变冷表面看有着70年的重合,但没有证据表明“小冰期”是由太阳黑子无记录形成的。而实际上,与太阳运动周强弱有关的寰球气温变更幅度其实是很小的,依据经验,最近几次太阳运动周影响寰球平均气温的变更大概只有0.1度左右。因而,千万别随便就断言太阳周期变更能直接影响地球气温的骤变。

  不过,太阳上连续无黑子,还是需要引起我们的重视,这毕竟是不是意味着太阳上的黑子很快变得极其稀少了?太阳运动低年马上要到来了呢?

  太阳黑子会迅速变少吗?

  答案是否定的。

  众所周知,当太阳运动程度较高时,日面上的黑子就会非常多;反之,当太阳运动程度较低时,日面上的黑子就会比较少。尤其是当太阳运动程度非常低时,日面上就没有黑子,这种情形称之为“无黑子日”。在太阳运动谷年这种现象将会频仍呈现。

1849年以来每年无黑子日和年均黑子数1849年以来每年无黑子日和年均黑子数

  在上图中,我们给出了自1849年有记录以来至今所有年份的无黑子日的天数,并附以年均黑子进行一番比较。可见,自第10运动周(1855-1867)以来,在所有大运动周(即太阳运动整体程度较高),无黑子日连续呈现的年份基本上都是处于该运动周接近末尾的降低段;而在小运动周(即太阳运动整体程度相对低),无黑子日连续呈现的年份大部分处于该运动周的降低段。

  值得注意的是,在太阳运动程度最小的第12运动周(1878-1890)和第14运动周(1902-1913)里,太阳高年偶尔呈现了无黑子日。第24运动周也是一个小运动周,太阳活泼程度与上述两个运动周程度相当,巧合的是在2014年也呈现了1天无黑子日。

  因而,回顾历史,我们可知,本运动周(编者注:指现阶段的第24运动周)与第12和14运动周类似,在将来的几年里,无黑子日将会越来越多,太阳上的黑子将会慢慢地逐渐变少,一直到本运动周结束。

  众所周知,太阳黑子是太阳运动的标识,跟着无黑子日越来越多,该运动周慢慢地到达它的谷年。那么,本运动周的太阳运动毕竟到了哪个阶段呢?

  第24运动周:什么时候到头?

  首先,我们简略给出第1-24运动周每周太阳黑子数的呈现情形,看一看第24运动周的进展。下图中,每个空心柱子是整个运动周的数量;每个斜线实心柱子则是每个运动周前91个月的数量(截至2016年6月,第24运动周从前了91个月)。从图可见,第1-23运动周前91个月的黑子数占运动周总黑子数的比例为85%。若以此类推,那么第24运动周在将来的几年里还剩大概85%的黑子还没有呈现。

  第1-24运动周的黑子数第1-24运动周的黑子数

  此外,依据对从前太阳运动周的统计,平均一个运动周大概有11年的长度。但是,每个运动周的长度不同,有的运动周连续时间很长,有的运动周连续时间较短。

  由上图可见,第4运动周长达164个月,而第2运动周则仅有107个月。并且,和下图的比较可知,太阳运动周的长度与太阳运动程度高低不是相对应的,太阳运动程度较低并不意味着运动周也较短。

  因而,单纯从历史统计上不能断定第24运动周的长度毕竟有多长。即使最保守的估计,以第2运动周作为参考,本运动周仍将连续一年多的时间;而最乐观的估计,以第4运动运动周作为参考,那么本运动周还将连续6年之久。

第1-23运动周的长度第1-23运动周的长度  

  固然,我们不能简略地依据历史统计,给出过于模糊的结论,必须采用一定的预告方法进一步分析本运动周的长度。在第23运动周的预告中,我们采用类似周方法得到比较理想的预告成果。鉴于本运动周与第12和14运动周运动程度相当、走势类似,在第24运动周预告中,我们以这两个运动周作为类似周,下图给出了预告成果。预计,本运动周将在2019-2020年结束,大致连续11-12年。

第24运动周太阳黑子数的预告第24运动周太阳黑子数的预告

  我们可以高枕无忧了?

  既然本运动周还剩下3-4年的时间,并且是连续的降低年份,是不是没啥严重的空间环境事件值得我们注意了?

  现实固然没那么简略,不要天真地幻想风平浪静的日子,那样只会分分钟被火热的太阳打红脸。由于,即使在太阳运动降低年,还是有着许多的“暗礁”等待着地球这艘大船。

  首先,不能排除有强空间环境事件产生的可能性。例如,在2003年10月底至11月初,产生了著名的“万圣节太阳风暴事件”,暴发了X28级太阳耀斑,是史上有记录以来最强大的耀斑。当时,约半数卫星呈现故障,寰球范围内的通信受到干扰,寰球定位系统精度降低。而2003年正值第23运动周的降低年,已进入该运动周的第8个年头。掐指一算,今年是2016年,我们恰好处在第24运动周第8个年头。

万圣节事件时期的X28级耀斑万圣节事件时期的X28级耀斑

  其次,地磁运动与太阳黑子数的发展特性有明显的差异,它总是要慢上半拍。一般来说,地磁指数的极值会呈现在太阳黑子数极值后一年左右,且呈现出明显的双峰结构。这主要是由于在太阳运动降低年,冕洞会频仍地登上太阳活泼的舞台,它喷出的高速等离子流会冲击地球的磁场,形成地磁的扰动。下图是我们对地磁Ap指数的猜测成果,可见在将来的几个降低年里,地磁运动仍然会比较活泼。

黑糊糊的冕洞黑糊糊的冕洞
第24运动周Ap指数平滑月均值猜测第24运动周Ap指数平滑月均值猜测

  此外,依据对第22和23太阳运动周的分析,高能电子暴主要产生在太阳运动周降低段,且跟着运动周逐步进入谷年,该事件连续一直暴发,并没有由于太阳运动程度的降低而减弱。

  高能电子暴,俗称“卫星杀手”,会形成卫星的深层充电效应,损坏卫星材料,破坏电子器件,严重时甚至导致卫星报废。近十多年来,多颗卫星由于深层充电效应引发卫星故障和生效,形成了巨大的影响。例如,1998年5月19日的高能电子暴形成美国GALAXY-4通信卫星由于内部充电而生效,形成美国80%的寻呼业务的损失,无数的通信中断,并使金融交易陷入混乱。

  参照从前两个运动周,截至目前,本运动周预计还有不到一半的高能电子暴没有产生。

第22-24运动周高能电子暴产生次数分布图第22-24运动周高能电子暴产生次数分布图
深层充电效应深层充电效应

  因而,很明显,在将来的3-4年里,我们固然不可对空间环境掉以轻心,尚需关注太阳黑子的演化情形,连续关注地磁暴的产生性,密切关注高能电子暴的频仍暴发。作者:李志涛(中科院国家空间中心空间环境研究预告室)

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致儒先生

转载自:http://tech.sina.com.cn/d/s/2016-07-15/doc-ifxuapvw2019328.shtml




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