面對長周期氣候變化，人類完全處于被動狀態(tài)，

這才是最讓人憂慮的。

采訪專家

張 軍(中國科學院國家天文臺太陽磁場和太陽磁活動研究團組首席研究員)

祝從文(中國氣象科學研究院研究員)

吳正華(北京市氣象局研究員)

簡直要被凍哭！中國北方廣大區(qū)域正接受一輪又一輪嚴寒的考驗。在北京，嚴寒從12月上旬已經(jīng)開始，20個氣象觀測站中，有17個最低氣溫跌破了12月上旬近10年極值，平谷和湯河口甚至跌破建站以來12月上旬最低氣溫的歷史極值。

美國國家航空航天局（以下簡稱NASA）不久以前也發(fā)出警告，更加寒冷的冬天正在來臨并將帶來創(chuàng)紀錄的低溫。這可能意味著地球即將進入歷史上第二個“蒙德極小期”（即知名的明朝小冰河時期）。

太陽活動正在步入極小期

說到冰河，很多人腦海中可能會浮現(xiàn)出這樣的畫面：一望無際的冰川，猛犸象、劍齒虎、鉆木取火的遠古人類……這是美國電影《冰河世紀》中的鏡頭，講述的是發(fā)生在2萬年前的“冰河世紀”的故事。

但是，NASA不久以前發(fā)出警告，更加寒冷的冬天正在來臨并將帶來創(chuàng)紀錄的低溫。NASA研究發(fā)現(xiàn)，太陽表面一些原本應(yīng)該有的太陽黑子2018年的最后幾個月活躍度極底，有時甚至全都消失了，并且在2018年的大部分時間里，太陽上的黑子都很少，這是太陽活動趨于低潮的一個顯著特征。

“2018年的太陽黑子活動消失現(xiàn)象并不奇怪，這種周期性變化與氣候變化的關(guān)系也還缺乏充分的證據(jù)。”中國科學院國家天文臺太陽磁場和太陽磁活動研究團組首席研究員張軍對于NASA的警告提出自己的看法。

張軍多年來一直持續(xù)關(guān)注和研究太陽的磁場活動狀況，他表示，太陽黑子一般以黑子的數(shù)目表現(xiàn)出周期性的變化,變化周期大約是11年左右。2008年，太陽黑子處于上一個周期的活動最弱期，根據(jù)太陽運行規(guī)律推算，2018年-2019年的太陽黑子活動也是第24周的低潮期。

不過，科學界很多人認為太陽活動另外一種更大的變化周期值得警惕。科學研究認為，太陽活動從1920年進入一個太陽活躍期（一般稱之為現(xiàn)代極大期），到2000年已經(jīng)持續(xù)了80年的時間，一些專家從地球溫度近10年來的變化分析認為當前可能太陽活動的極大期正在結(jié)束，并開始向“蒙德極小期”轉(zhuǎn)換。而這種極小期被科學界認為是小冰期產(chǎn)生的直接原因。

▲2016年2月9日，大連長興島漁港內(nèi)，大面積的海冰堆積在海岸線上，把漁船固定在冰面上

“小冰期”影響值得警惕

“小冰期”概念首先由美國科學家弗朗索瓦-埃米爾·馬泰于1939 年提出，大約從15世紀初開始，全球氣候進入一個寒冷時期，通稱為“小冰期”，小冰期結(jié)束于20世紀初期。由于這一時期在我國正好是明清時期，因此在中國也稱為“明清小冰期”。

不過根據(jù)NASA的定義 ，“小冰期”指1550年到1850年之間全球氣溫顯著偏低的時期，主要是與之前的中世紀暖期作比較。“小冰期”的成因目前尚不十分明確，主流的說法是與地球軌道變化、太陽活動偏弱以及大規(guī)模火山爆發(fā)等有關(guān)。由于地球軌道變化與大規(guī)模火山爆發(fā)發(fā)生的概率很低，太陽活動偏弱就成了一種占據(jù)主導地位的觀點。

根據(jù)歷史記錄，從1645年到1715年，太陽活動處在一個漫長的平靜期，幾乎沒有太陽黑子出現(xiàn)的記載。這段時期也被稱為“蒙德極小期”，正好對應(yīng)1645-1715年的極寒期。

目前太陽活動正在減弱的情況或許意味著太陽活動正在走向新的“蒙德極小期”。在此期間，地球最上層的空氣就會冷卻收縮，從而導致地球降溫，這也是太陽活動影響地球的最重要方式之一。

有科學家認為，太陽活動的減弱可能對地球的天氣產(chǎn)生一些影響。一些更為悲觀的科學家認為地球會在不久后經(jīng)歷一次小型的“冰河時代”。

NASA的最新研究并不是孤立的研究預(yù)測。它的新發(fā)現(xiàn)與2017年英國加州大學圣地亞哥分校和英國諾桑比亞大學發(fā)布的研究結(jié)果一致，這兩項研究均預(yù)測未來幾十年由于太陽黑子活動較低而導致太陽活動出現(xiàn)小值，并且兩項研究均預(yù)測太陽活動與17世紀中葉至18世紀初的“蒙德極小期”相似，那時地球恰逢“小冰期”，其間太陽活動非常衰弱，地球遭遇了非常嚴酷的寒冬。

有科學家擔心，如果目前的趨勢繼續(xù)下去，地球會不會也將經(jīng)歷另一次“小冰期”。不過由于太陽活動最小值與“小冰期”之間的關(guān)聯(lián)仍然比較含糊，張軍對這樣的預(yù)測依舊保持了十分謹慎的立場。他表示，太陽活動周期與我們地球天氣之間的聯(lián)系仍有待確認，太陽活動極小期是否意味著地球變冷仍然不能完全對應(yīng)。

北京市氣象局研究員吳正華表示，這幾年歐亞的極寒天氣與地球北半球異常的大氣環(huán)流具有很大的關(guān)系，而這種狀況的出現(xiàn)則是北極濤動出現(xiàn)了異常。冬季，由于北極上空的高氣壓、寒帶噴射氣流都被擠壓到比以往更遠的南部地區(qū)，從而造成了北美洲、歐洲和中國出現(xiàn)極寒天氣。地球北半球異常的大氣環(huán)流與太陽活動又是什么關(guān)系？目前還缺乏十分權(quán)威可信的研究。

不過，“小冰期”給人類帶來的長時間巨大災(zāi)難依舊值得警惕。

▲1683年，倫敦的泰晤士河上的弗羅斯特博覽會。17世紀和18世紀，英 國的冬天常常特別冷，這個時期被稱為“小冰河時代”。這些即興展會提供了各種各樣的娛樂活動。

“小冰期”結(jié)論存在爭議

地球即將進入“小冰期”的研究結(jié)論也面臨著科學研究上的一些沖突，丹麥的威利·丹斯加德教授與瑞士的漢斯·奧斯切格教授在1984年發(fā)表的一篇論文指出，每隔1500年地球就有可能進入一次冰河期。

丹斯加德和奧斯切格給出的證據(jù)是格陵蘭島冰芯的氧同位素研究結(jié)果。他們認為，格陵蘭島的冰芯提供了一套地球25萬年氣候變化的歷史檔案。在該項研究中研究人員比較了氧-18和氧-16同位素的比值，這種比值可以用來顯示降雪時的氣溫。本來研究人員希望通過這種方法來找到冰期史上著名的9萬年冰期和間冰期的證據(jù)。研究人員卻意外發(fā)現(xiàn)，在冰期和間冰期之間有一個明顯的溫和的氣候周期。這一周期大約每隔2550年發(fā)生一次，但后來經(jīng)過年代矯正又評估為1500年。此后，丹斯加德和奧斯切格又找到了大量證明地球每隔1500年可能進入冰期的證據(jù)。

1957年，蘇聯(lián)在南極建立了東方站。1987年東方站取出的冰芯也顯示了過去40萬年里存在1500年的氣候變化周期。此外，研究人員通過對廣布在北大西洋、南大西洋、馬尾藻海和阿拉伯海等海域中的海底沉積物的研究，也再次證實存在1500年的氣候變化周期。

由于發(fā)現(xiàn)了地球氣候變化的1500年周期，丹斯加德、奧斯切格和法國極地技術(shù)研究所負責人克勞德·洛里斯三人共同獲得1996年的泰勒環(huán)境成就獎。

太陽黑子的輻射變化也提供了地球冰期有1500年周期的證據(jù)。一位叫做杰勒德·邦德的古海洋學家在2001年11月的美國《科學》雜志發(fā)表的報告指出，在過去的1.2萬年里，北大西洋北部氣候隨著太陽活動的消長已經(jīng)發(fā)生了9次冷暖更替。

根據(jù)1500年周期，在過去150年地球進入了一個溫和的氣候溫暖期，而且這一溫暖期將持續(xù)幾百年時間。這與現(xiàn)在地球趨向變冷的新研究結(jié)論相沖突。

現(xiàn)在科學界的眾多科學家依舊在討論地球變暖及給地球和人類帶來的影響。一些科學家認為，就是地球趨向變冷，地球百年以來不斷加劇的全球變暖也將抵消地球變冷的情況。

▲一群彗星在一萬三千年前襲擊了地球，導致小冰河時代的來臨，猛犸象等大型兇猛生物滅絕。圖為藝術(shù)家的復原圖

較大周期氣候變化不容忽視

一部分科學家認為，蒙德最小值事件與17世紀的“小冰期”之間最冷的關(guān)聯(lián)只是巧合，太陽活動的減弱并沒有引發(fā)地球變冷，而變冷真正的元兇是火山爆發(fā)。也有的學者認為，蒙德最小值與“小冰期”之間或許有關(guān)聯(lián)，但樣本太少，因為在這么長的時間里，科學家們并未找到其他的太陽活動變?nèi)跖c地球“小冰期”之間關(guān)聯(lián)的例子。

不過科學界對未來氣候變化趨勢的研究需要關(guān)注。

1971年丹斯加德等人發(fā)表的格陵蘭冰芯氧同位素譜分析成果表明，地球氣候還有10萬年軌道周期變化，其中9萬年為冷期，1萬年為暖期。按此規(guī)律推算，目前氣候的暖期已接近尾聲，氣候“全球變冷”成為主流。

英國科學家瓦倫蒂娜·扎爾科夫預(yù)測，太陽活動在第26個太陽活動周，也就是2030年會減弱至當前活動周峰值的40%，屆時地球?qū)⒑苡锌赡苓M入“小冰期”。

中國氣象科學研究院研究員祝從文說，雖然他們的研究也顯示近10多年全球氣溫出現(xiàn)了下降的趨勢，但僅僅用10年趨勢預(yù)估地球未來幾十年甚至是百年的溫度變化是不合適的，其次不同的時間起止點和時間長度，就有可能得出不同的結(jié)論，例如統(tǒng)計計算1975年-2008年34年的月平均全球氣溫，則發(fā)現(xiàn)氣候變化的結(jié)果為每10年增暖0.17℃，地球依舊在持續(xù)變暖。

不過，地球大周期的氣候變化的確不容忽視。中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員毛克彪本來是研究農(nóng)業(yè)遙感的，2008 年中國南方那次大雪冰凍災(zāi)害讓他的研究方向發(fā)生了很大變化，在參加南方冰雪災(zāi)害監(jiān)測中開始用大數(shù)據(jù)來研究氣候的變化，后來通過對全球溫度、二氧化碳、植被和水汽數(shù)據(jù)分析，他首次提出地球溫度變化是由地球在太陽系中軌道能級位置決定的結(jié)論。比如太陽系中星球之間的距離變化，會導致引力場和磁場變化，從而進一步導致地球在太陽系中所處的能級軌道發(fā)生變化，而地球的勢能和動能發(fā)生變化，會通過改變地球內(nèi)部能量的釋放引起海水溫度的變化。

這些年海水溫度的異常變化已經(jīng)為科學界所關(guān)注。祝從文表示，近幾年我國很多地方的寒冬與海溫的變化也有很大的關(guān)系，由于北太平洋海溫持續(xù)偏暖，西伯利亞高壓持續(xù)偏強，海陸熱力差異加大，有利于東亞地區(qū)西伯利亞寒流的南侵。然而，這些現(xiàn)象又與太陽系、乃至更大宇宙空間的運動變化有什么關(guān)系？

目前，面對長周期氣候變化，人類完全處于被動狀態(tài)，這才是最讓人憂慮的。 ■