都是太阳惹的祸？
作者：袁越（文 / 袁越）
( 大气物理学家乔安娜·海格 )
今年10月中旬，中国北方地区提前遭遇到了寒流，北京10月17、18日这两天的气温更是创下了24年以来的同期最低纪录。在此之前，关于今年冬天将是“千年极冷”的传言更是被国内媒体炒得沸沸扬扬，这是怎么回事呢？
先来说说那个“千年极冷”。这个说法最早来自几位欧洲科学家对欧洲今年冬天气候的预测，他们认为今年的拉尼娜现象将导致大西洋环流减弱，从而带来极冷的天气。这个环流是电影《后天》中的主角，正是它为大西洋两岸的冬天带来了暖意，而它一旦减弱就将导致北欧和北美东海岸出现冷冬。从这个解释就可以看出，即使这几位欧洲科学家的预测是对的，和中国的关系也不大，两者相差十万八千里呢。
还有人认为，冷冬是太阳造成的。众所周知，太阳辐射强度存在周期性变化，最明显的指标就是太阳黑子密度的变化。太阳黑子密度高，说明太阳活动剧烈，反之亦然。太阳黑子密度的变化有个大约为11年的周期，上一个峰值出现在2001年，此后逐年下降，到2009年降到了谷底。事实上，2009年下半年有很长一段时间都观测不到太阳黑子了。
太阳辐射几乎是地球表面能量的唯一来源，太阳活动强度降低，地球接收到的能量就减少，所以最近天气冷是因为太阳不给力，这个解释听起来很靠谱吧？事实上，就在一个月前这个解释还是正确的，但是今年10月6日出版的《自然》（Nature）杂志刊登了英国伦敦帝国学院（Imperial College London）大气物理学家乔安娜·海格（Joanna Haigh）博士及其同事们撰写的一篇文章，颠覆了前人对这个问题的看法。
海格博士分析了美国航空航天局（NASA）发射的一颗气象卫星（SORCE）传回来的数据，对2004～2007这3年当中每一天的太阳辐射强度，以及不同波段的能量分布做了统计，并和公认的数学模型计算结果进行了对比。对比的结果显示，太阳总的辐射强度在这3年期间有所减少。其中，紫外波段辐射强度的减弱幅度比模型算出来的要大得多，是模型计算结果的4～6倍，而可见光波段的辐射强度在此期间反而补偿性地增加了。要知道，可见光才是温暖地球表面的主要波段，这个结果说明，当太阳总体辐射强度减弱时，地球反而从太阳接收到了更多的能量！
海格博士多次强调，这只是一个初步的研究，研究对象只有3年，也许这3年的太阳辐射恰好是不正常的。但是这个结论太令人惊讶了，如果最终被证明是正确的，必将颠覆前人的很多结论，意义非常重大，因此《自然》杂志在第一时间将其刊登了出来。
这篇文章很容易被误读。比如，一直有人怀疑人类活动是否真的造成了全球变暖，他们认为地球大气温度的升高源于太阳辐射强度的增加。而根据这篇论文提供的数据，2004～2007这3年因太阳辐射变化而造成的升温幅度与因温室气体浓度增加导致的全球变暖大致相当。不过，海格博士认为太阳辐射的变化有周期性，波峰和低谷之间的差别仅为0.1%左右，而温室气体浓度则是直线上升的，近150年的上升幅度超过了1/3，因此她的这个新发现对长期的气候变化影响不大，不能改变主流科学界对于气候变化的结论。
从历史角度来看，关于太阳辐射的研究曾经为气候变化的支持者们提供了最强有力的武器。此事还要追溯到1995年，那一年“联合国政府间气候变化委员会”（IPCC）正在起草第二次评估报告，需要一个确凿的证据证明全球变暖源于温室气体排放，而不是太阳辐射。恰在此时，美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）的一位天才科学家本·桑特（Ben Santer）向《自然》杂志提交了一篇论文，找到了一个确凿的证据。
他的思路非常简单，普通人很容易懂：如果太阳是罪魁祸首，那么地球大气层的增温幅度应该是一致的。如果温室气体是主因，那么温室气体将把地球表面辐射的能量截留在对流层（Troposphere，也就是最靠近地表的大气层），防止能量扩散到平流层（Stratosphere，对流层外面的一层大气）。这样一来，对流层的温度将升高，平流层的温度反而会降低。桑特博士研究了这两部分大气层的温度变化，发现实际情况是后者。
这篇论文发表在1995年的《自然》杂志上，其内容也被迅速选入那年出版的IPCC第二次评估报告中。这是IPCC第一次用较为肯定的语气将全球变暖与人类活动联系在一起，这份报告直接导致了《京都议定书》的诞生。
让我们再回到文章开头提到的这次寒流，这到底是怎么一回事呢？根据中国气象局的解释，北京春秋两季的气温高低确实与阳光辐射强度有很大的关系，阳光灿烂气温就高，反之气温就低。10月17、18这两天接连有两股冷空气造访北京，造成北京城阴云密布。低云遮挡了阳光，气温自然就升不上去了。另外，这两天的最高气温虽然很低，但最低气温并没有降低多少，算不上寒潮。
所以说，归根到底还是太阳惹的祸！■ 太阳辐射太阳