提到太阳变安静,多数人第一反应都是地球该凉下来了吧?因为它是地球的能量源啊,能量少了,温度往下掉,这逻辑听着没毛病。可实际观测到的情况,偏要跟这份想当然对着干,太阳黑子变少、辐射强度减弱的那些年,反常天气不仅没少,反而像被按下了群发键,寒冬刚过酷暑就来,这边干旱没缓解,那边暴雨又倾盆,这种反差里,有着气候系统好多人没摸清的门路。
太阳的活跃状态,从不是随机变动的。它有固定周期,约莫11年一轮。每一轮里,既有黑子扎堆、辐射劲头十足的活跃阶段,也有黑子难觅、整体低电量运转的沉寂期。这两种状态给地球气候的反馈,差别大到像扳动了两个不同的开关。活跃阶段时,总辐射会稍强一点,紫外辐射的增强幅度更突出,平流层被这种辐射加热得更明显。热带降雨会变多,信风也更劲,欧洲的冬天,往往能靠着稳定的西风带,过得暖和些。但航天、通信领域要遭罪,磁暴这类空间天气事件会变频繁。到了沉寂期,总辐射略降,紫外辐射减弱更突出,平流层温度跟着往下滑,臭氧层也可能变薄。环流系统会跟着调整,冷空气更容易南下,欧洲易遭寒潮,极端冷暖、干湿事件的风险,反倒都升了上来。
极端气候事件的扎堆发生,也都不是单一因素造成的。太阳沉寂时那些看似细微的辐射改动,会像多米诺骨牌一样,撬动一连串气候反应。首当其冲的是紫外辐射,它的减弱幅度,比总辐射的减弱要显著得多。平流层里的臭氧,最擅长吸收紫外辐射。辐射一弱,臭氧捕获的热量就少,中高纬度地区这一层大气的温度也跟着下降。这种温度上的改变,不会只停在平流层,还会慢慢向下传导,牵动我们日常感受天气的对流层环流。北极涡旋就是受波及的一环,原本稳定的环流会变脆弱,容易分裂,或者一路向南压。极地的冷空气跟着被推到中纬度,不少地方在太阳低活跃时反而遭遇极端寒潮,根源就在这。
海洋对这一切的反应,要慢半拍,却格外关键。海水的热容量太大了,太阳辐射变弱的信号传过来,它不会立刻降温,而是慢慢调整自身积累的热量。这种延迟反应,对全球气候的作用格外持久。太阳沉寂期,能量供给减少,热带海洋积累的热量也会跟着变少。这种热量变动会通过海气相互作用,比如我们常说的厄尔尼诺-南方振荡,一点点调整全球的热量和水分分布。有时会让东太平洋海水偏冷,形成类似拉尼娜的状态,有时会改变副热带高压的位置。进而影响季风,让一些地方长期干旱,另一些地方则被暴雨反复侵扰。
现在聊这个话题,绕不开全球变暖的大环境。大气里的温室气体越来越多,地球整体升温的趋势已经很明显,太阳沉寂期带来的那点微弱降温,根本抵不过这种增温的力度。但这一点降温尝试,反而会让气候系统更紊乱。变暖的大气能装下更多水汽,只要有天气系统触发降水,就可能形成比以往更强的暴雨。而当极地的冷空气南下,遇到本就偏暖的中纬度空气,剧烈的温度碰撞就会发生。温度波动会变大,雪暴这类灾害也会更猛烈,像一个本就晃悠的杯子,再轻轻一碰,里面的水就更容易洒出来。
回头看历史,1645到1715年的蒙德极小期,是个很典型的例子。那段时间,太阳进入了长达70年的沉寂期,黑子几乎看不到,活跃度低到罕见。欧洲和北美都陷入了严寒,属于小冰期里最冷的阶段之一。荷兰的运河,冬天常结冰,人们能在冰上走路、甚至举办活动,伦敦的泰晤士河,也多次冻得结实,连马车都能在上面跑。中国这边也没例外,太湖、淮河冬天频繁封冻,连南方一些原本少见严寒的地区,气温都比平时低了不少。法国1709年的冬天尤其极端,巴黎气温降到了零下20摄氏度,国王桌上玻璃瓶里的葡萄酒都冻成了冰疙瘩,地里的橄榄树大片冻死,还引发了后续的饥荒。不过主流研究认为,当时的寒冷不是太阳沉寂单独造成的,频繁的火山喷发,喷发的气溶胶会挡住阳光,还有海洋环流自身的调整,都一起推了一把,才让严寒来得这么猛。
太阳变安静,气候却更折腾,核心原因其实是它打乱了地球气候系统原本的平衡。它先靠削弱紫外辐射,改动了平流层的温度状态,进而让中高纬度的环流变得不稳定,给极端寒潮留了机会。又靠减少能量供给,慢慢改变了海洋的热量积累,调整海气相互作用,左右了全球的旱涝分布。而这些变动,又都落在全球变暖的大背景里,大气本身能量就多,分布又不均衡,再加上这层扰动,反常天气自然更容易冒出来。