全球變暖引發(fā)的極端氣候事件及生態(tài)系統(tǒng)變化越來(lái)越受到關(guān)注。7月10日，英國(guó)《每日郵報(bào)》援引英國(guó)女科學(xué)家瓦倫蒂娜·扎爾科瓦（Valentina Zharkova）在2015年英國(guó)國(guó)家天文會(huì)議上的報(bào)告內(nèi)容報(bào)道稱(chēng)，2030年后，太陽(yáng)會(huì)休眠，地球可能進(jìn)入小冰期。

7月13日，瓦倫蒂娜告訴澎湃新聞（www.kxwhcb.com），根據(jù)她提出的太陽(yáng)活動(dòng)的新模型，15年后，在2030年左右，太陽(yáng)活動(dòng)將會(huì)急劇減少，而這一狀態(tài)將持續(xù)約33年。

她強(qiáng)調(diào)，人類(lèi)可能因此經(jīng)歷小冰期，因?yàn)樘?yáng)輻射會(huì)減少2瓦/每平米，但前提是，太陽(yáng)活動(dòng)減少到1645-1715年的水平。300年前的這70年中，太陽(yáng)活動(dòng)急劇降低，被稱(chēng)為“蒙德極小期”，而這70年也正好處于小冰期。

小冰期是氣候史上距離當(dāng)代最近的一段冷期。著名氣候?qū)W家、北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系教授王紹武等人發(fā)表的論文《中國(guó)小冰期的氣候》顯示，小冰期一般泛指1550到1850年氣候相對(duì)寒冷的時(shí)期，中國(guó)近千年可能出現(xiàn)過(guò)的5次冷期之一是1560年到1690年。

王紹武2010年發(fā)表論文的《中世紀(jì)暖期和小冰期》稱(chēng)，根據(jù)全球10個(gè)序列50年平均溫度，近千年最暖在11世紀(jì)，最冷在17世紀(jì)，二者平均溫度相差1℃，其中，17世紀(jì)的平均溫度比近千年平均溫度低0.7℃。

但中國(guó)國(guó)內(nèi)多位專(zhuān)家向澎湃新聞表示，瓦倫蒂娜的太陽(yáng)活動(dòng)新模型有待現(xiàn)實(shí)檢驗(yàn)，太陽(yáng)活動(dòng)屆時(shí)是否會(huì)減少，尚屬理論推演。即使太陽(yáng)活動(dòng)減少，地球未必會(huì)進(jìn)入小冰期，因?yàn)槿祟?lèi)排放的溫室氣體造成的溫室效應(yīng)不容小覷。

發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)有兩個(gè)“心跳”，建立新模型

英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)的官網(wǎng)信息顯示，172年前，人類(lèi)首次發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)活動(dòng)是有規(guī)律的，它有周期，約10-12年一個(gè)輪回。但在每個(gè)周期中，太陽(yáng)活動(dòng)的多少和劇烈程度都有一些不同。一些科學(xué)家認(rèn)為，這種“不同”或偏差是位于太陽(yáng)內(nèi)部對(duì)流區(qū)的等離子體運(yùn)動(dòng)造成的，但他們提出的模型都不能完美地解釋或預(yù)測(cè)偏差的出現(xiàn)。

天體物理學(xué)博士瓦倫蒂娜現(xiàn)在是英國(guó)諾桑比亞大學(xué)（Northumbria University）數(shù)學(xué)與信息科學(xué)系的教授。7月5日到9日，在英國(guó)威爾士由英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)舉辦的2015年英國(guó)國(guó)家天文會(huì)議上，瓦倫蒂娜提出太陽(yáng)活動(dòng)的新模型——“雙發(fā)電機(jī)模型”。與此前其他科學(xué)家的模型相比，瓦倫蒂娜增加了一個(gè)“發(fā)電機(jī)”。

英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)稱(chēng)，新模型的準(zhǔn)確度驚人。瓦倫蒂娜說(shuō)，她的模型計(jì)算出的結(jié)果與太陽(yáng)活動(dòng)的歷史結(jié)果高度吻合，“準(zhǔn)確度達(dá)到了97%”。

中科院云南天文臺(tái)首席研究員林雋解釋說(shuō)，太陽(yáng)活動(dòng)是發(fā)生在太陽(yáng)大氣層中的現(xiàn)象，包括太陽(yáng)黑子、耀斑等。太陽(yáng)活動(dòng)減少，一定程度上意味著太陽(yáng)輻射減少。目前太陽(yáng)輻射的數(shù)值約每平方米1400瓦。太陽(yáng)內(nèi)部對(duì)流區(qū)的等離子體運(yùn)動(dòng)和太陽(yáng)表面區(qū)域存在等離子體運(yùn)動(dòng)分別被稱(chēng)為“發(fā)電機(jī)”，它們對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)產(chǎn)生重要影響，一直以來(lái)，兩個(gè)“發(fā)電機(jī)”分別被研究，但瓦倫蒂娜把它們綜合起來(lái)研究，是創(chuàng)新，也是往前走了一步。

瓦倫蒂娜告訴澎湃新聞，應(yīng)用這一新模型并進(jìn)行預(yù)測(cè)的論文實(shí)際上在2014年11月已經(jīng)發(fā)表在學(xué)術(shù)雜志《天文物理期刊》（The Astrophysical Journal）上，論文的題目是《通過(guò)第21到第23太陽(yáng)活動(dòng)周期中太陽(yáng)背景磁場(chǎng)的變化對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)進(jìn)行的預(yù)測(cè)》（Prediction of solar activity from solar background magnetic field variations in cycles 21-23）。

她說(shuō)，研究人員通過(guò)對(duì)太陽(yáng)背景磁場(chǎng)進(jìn)行“主成分分析”，她們發(fā)現(xiàn)了一對(duì)電磁波，分別與兩個(gè)“發(fā)電機(jī)”有關(guān)——一個(gè)電磁波產(chǎn)生于太陽(yáng)內(nèi)部的對(duì)流區(qū)的底部，一個(gè)電磁波產(chǎn)生于太陽(yáng)的表面區(qū)域，像是太陽(yáng)的兩個(gè)心臟產(chǎn)生的兩個(gè)心跳。它們能夠表征太陽(yáng)活動(dòng)變化，在此基礎(chǔ)上，研究人員建立了太陽(yáng)活動(dòng)的新模型。這兩個(gè)“心跳”頻率相似，但不完全相同，更關(guān)鍵的是，它們的相位存在差異。

相位差異，就像是兩個(gè)人，差不多同一時(shí)間邁左腳、邁右腳，但步調(diào)并非完全一致，隨著時(shí)間的變化，他們的差異也將不斷變化，有時(shí)協(xié)同促進(jìn)，有時(shí)互相牽絆。這種變化，有助于解釋太陽(yáng)活動(dòng)在每一周期中的“不同”。

2030年左右太陽(yáng)活動(dòng)或急劇減少，但未必進(jìn)入冰期

中科院紫金山天文臺(tái)研究員季海生告訴澎湃新聞，“雙發(fā)電機(jī)”模型剛剛出現(xiàn)，學(xué)界并未認(rèn)可。近幾十年來(lái)，有很多的模型和模擬來(lái)預(yù)報(bào)太陽(yáng)的中長(zhǎng)期變化，大都不成功。如果預(yù)測(cè)真的獲得成功，“雙發(fā)電機(jī)”模型的貢獻(xiàn)會(huì)非常大。

此外，他解釋說(shuō)，從直觀上來(lái)講，“雙發(fā)電機(jī)”模型是由兩個(gè)不同周期函數(shù)疊加得到的，有更大的自由度，這也許是為什么它更容易通過(guò)參數(shù)的調(diào)整，更加完美地解釋了太陽(yáng)的周期變化。

根據(jù)這一新模型，瓦倫蒂娜認(rèn)為，人類(lèi)即將于2030年左右，第26個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期迎來(lái)另一個(gè)“蒙德極小期”。該時(shí)期的的太陽(yáng)活動(dòng)將急劇減少，與現(xiàn)在相比，將減少約70%。如果太陽(yáng)活動(dòng)減少到上一“蒙德極小期”的水平，地球?qū)⒔?jīng)歷小冰期。“地球氣溫屆時(shí)將降低，但降低多少，我們現(xiàn)在只能推測(cè)。”瓦倫蒂娜并未透露這一推測(cè)的數(shù)字。

但季海生認(rèn)為，目前還沒(méi)有可信的模型能夠預(yù)測(cè)十來(lái)年后的太陽(yáng)活動(dòng)，太陽(yáng)“蒙德極小期”與地球小冰期可能只是時(shí)間上的耦合。從大的空間和時(shí)間尺度來(lái)講，太陽(yáng)輻射是地球氣候演化的主導(dǎo)條件，比如主導(dǎo)春夏秋冬的季節(jié)更替。地球上的天氣也有可能與太陽(yáng)活動(dòng)相關(guān)聯(lián)，但遺憾的是，人類(lèi)還未掌握這一過(guò)程的物理規(guī)律。目前也沒(méi)有直接的證據(jù)，或可信的物理模型說(shuō)明，太陽(yáng)活動(dòng)的減少，一定會(huì)導(dǎo)致地球溫度的降低。

王赤是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心研究員、副主任，兼任空間天氣學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。他告訴澎湃新聞，上一次小冰期（1645-1715），太陽(yáng)活動(dòng)正好急劇降低，但二者是否是因果關(guān)系，尚無(wú)定論。此外，太陽(yáng)活動(dòng)在2030之后是否減少，現(xiàn)在都還是理論推演。王赤主要研究的領(lǐng)域是空間物理和空間天氣。

長(zhǎng)期從事太陽(yáng)長(zhǎng)周期變化及其對(duì)地球全球變化的影響的中科院云南天文臺(tái)研究員李可軍告訴澎湃新聞，太陽(yáng)活動(dòng)的減少未必會(huì)導(dǎo)致地球進(jìn)入小冰期。他認(rèn)為，在這一問(wèn)題上，要考慮人類(lèi)活動(dòng)的影響，因?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)等排放的溫室氣體對(duì)地球氣候、氣溫造成的影響甚至超過(guò)了太陽(yáng)活動(dòng)的影響。

對(duì)此，瓦倫蒂娜回應(yīng)稱(chēng)，正如全球變暖的支持者所說(shuō)的那樣——太陽(yáng)“休眠”造成的影響，還要和溫室效應(yīng)“比拼”，但時(shí)間很快就會(huì)證明，誰(shuí)是對(duì)的。

除了對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)11年周期的研究，瓦倫蒂娜透露，她們還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)長(zhǎng)達(dá)330-400年的太陽(yáng)活動(dòng)周期，并預(yù)測(cè)了2000年中的太陽(yáng)活動(dòng)情況。

【對(duì)話】

“時(shí)間很快會(huì)證明誰(shuí)是對(duì)的”

澎湃新聞：根據(jù)您的研究，2030年后，太陽(yáng)會(huì)休眠，地球正走向一個(gè)“小冰期”，這樣的表述準(zhǔn)確嗎？

瓦倫蒂娜：是的。我們的確研究發(fā)現(xiàn)，第26個(gè)周期的太陽(yáng)活動(dòng)將比現(xiàn)在減少約70%。我們正處于第24個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期中，今年是該周期的峰年。

22年后的2037年是第26周期的峰年，該周期開(kāi)始于2031到2032年之間。屆時(shí)太陽(yáng)活動(dòng)會(huì)減少，這會(huì)對(duì)地球大氣層產(chǎn)生什么影響，我們現(xiàn)在還不知道。

但如果太陽(yáng)輻射減少到上一“蒙德極小期”——1645-1700年的水平，那的確會(huì)是一個(gè)小冰期。

雖然我們根據(jù)模型的計(jì)算結(jié)果顯示，即將到來(lái)的“蒙德極小期”為第25周期到第27周期，時(shí)間長(zhǎng)度比上一個(gè)“蒙德極小期”要短，因此，導(dǎo)致地球降溫的幅度也會(huì)比上一次小，此外，正如全球變暖的支持者所說(shuō)的那樣——太陽(yáng)“休眠”造成的影響，還要和人類(lèi)排放的溫室氣體造成的溫室效應(yīng)“比拼”，但時(shí)間很快就會(huì)證明，誰(shuí)是對(duì)的。

澎湃新聞：在這一模型中，太陽(yáng)活動(dòng)減少，導(dǎo)致地球進(jìn)入小冰期？

瓦倫蒂娜：模型預(yù)測(cè)結(jié)果顯示，在第26個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期中，太陽(yáng)活動(dòng)會(huì)急劇減少。如果它降低到上一“蒙德極小期”的水平，太陽(yáng)輻射將減少2瓦/平方米。這意味著，地球溫度將下降，但具體下降多少，我們現(xiàn)在只能推斷。

澎湃新聞：這一模型是如何建立的？

瓦倫蒂娜：2012年、2013年、2014年，我們各發(fā)表了一篇學(xué)術(shù)論文。其中關(guān)于新“蒙德極小期”的預(yù)測(cè)在2014年的論文中已經(jīng)報(bào)告。

我們對(duì)太陽(yáng)背景磁場(chǎng)進(jìn)行了“主成分分析”（Principal Component Analysis）。這種分析讓我們把磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的維度降低了，就像光的色散一樣，把白光通過(guò)棱鏡分解開(kāi)，變成彩虹條——赤橙黃綠青藍(lán)紫。

把數(shù)據(jù)的維度降低后，我們就能把不同的電磁波和不同的太陽(yáng)物理過(guò)程對(duì)應(yīng)。

我們發(fā)現(xiàn)了一對(duì)能定義太陽(yáng)活動(dòng)周期的電磁波。我們率先意識(shí)到它們分別產(chǎn)生自太陽(yáng)的兩個(gè)不同層面：內(nèi)部的對(duì)流區(qū)和表層區(qū)域。把它們跟太陽(yáng)的兩個(gè)“發(fā)電機(jī)”聯(lián)系起來(lái)。

這對(duì)電磁波的頻率接近，不完全相同，存在一定的相位差，這導(dǎo)致它們不斷產(chǎn)生差異。

我們發(fā)現(xiàn)，從太陽(yáng)的第21個(gè)活動(dòng)周期到第24個(gè)活動(dòng)周期，這對(duì)電磁波的相位差不斷增大，在2037年，它們的相位差接近11年，這意味著，它們不再互動(dòng)，而在不同的太陽(yáng)半球分道揚(yáng)鑣了，這被稱(chēng)為相消干涉，導(dǎo)致太陽(yáng)活動(dòng)減少。

澎湃新聞：磁場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)自哪里？

瓦倫蒂娜：來(lái)自美國(guó)斯坦福大學(xué)威爾克特斯太陽(yáng)觀測(cè)站（Wilcox Solar Observatory）。我們研究了3個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周（第21、第22、第23）的太陽(yáng)背景磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。

澎湃新聞：為什么只研究了3個(gè)？

瓦倫蒂娜：因?yàn)樗麄兊挠^測(cè)開(kāi)始于1975年，那接近第21太陽(yáng)活動(dòng)周開(kāi)始的時(shí)間，也就是說(shuō)，在第21太陽(yáng)活動(dòng)周之前，沒(méi)有完整的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)。

澎湃新聞：接下來(lái)有什么研究計(jì)劃？

瓦倫蒂娜：我們有一篇新論文即將在《自然》（Nature）上發(fā)表，我們發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)活動(dòng)的一個(gè)長(zhǎng)周期，時(shí)間長(zhǎng)度達(dá)330到400年。我們推測(cè)了時(shí)間長(zhǎng)度為兩千年中的太陽(yáng)活動(dòng)，往前一千年，往后一千年，跟目前所知的所有特征事件（蒙德極小期、道爾頓極小期、中世紀(jì)暖期、現(xiàn)代暖期）契合得都比較好。