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太阳活动与旱涝

时间:2019-08-31    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

太阳活动与旱涝

 

旱涝是重大的自然灾害之一。大范围与持久的旱涝,会给人类带来严重

的损失。明代崇祯时,大旱连三年,赤地千里,饿殍遍野。1975 年 8 月河南


南部特大暴雨,3 天的降雨量比过去全年的降雨量还大,以致大水冲垮几个

大水库,淹了几个县,经济损失约有 5 亿元。

因此,人们早就在研究旱涝的规律与成因,以求能早作预报与预防。

旱涝的发生是有一定规律可寻的。有些具有明显的周期性,有些则是随

机的。当然,这里说的周期,并不是严格的周期,而是准周期。比如,我国

降水变化大约有 30~40 年的周期,而长江中下游地区的降水,平均周期为

35 年(35 年为著名的布鲁克纳周期)。黄河流域的大干旱具有 80~90 年周

期。渤海的严重冰情大约 10 年左右发生一次,等等。

我国的水文、气象学界十分重视对旱涝规律的研究。由于旱涝主要决定

于气候演变,追根溯源,就是作气候演变规律的研究。我国悠久的历史上留

下了丰富的水文、气象、物候的记事,为这方面的研究提供了宝贵的资料。

这个优势是外国所不具备的。

研究表明,气候的若干周期与太阳活动周期有明显的对应关系。比如长

江年径流量变化具有约 22 年周期,淮河有约 10 年周期,而西江、黄河、永

定河与松花江流域有 40 年左右的周期。这些周期与太阳活动的基本周期颇为

一致。

近 500 年来,我国东半部地区的干旱指数具有 2~3 年、8~10 年、22~

26 年的明显周期,这些周期跟太阳活动的几个周期很接近。

除了周期对应之外,太阳活动对气候的影响,即使在同一地区或同一流

域,在不同的时期也是不一样的。比如在长江下游地区,太阳活动峰年与谷

年附近,旱涝次数比其他年份要多。特别是,在峰年附近,涝的次数比旱的

多;而在谷年附近,旱的次数比涝的多。如果就整个长江流域来说,也大致

是这个情况。即在太阳活动峰年附近雨水多,易涝;在谷年附近雨水少,易

旱。近 500 年来黄河流域的水旱情况,存在有“强湿弱干”的规律,也就是

太阳活动强时,雨水较多;在太阳活动弱时,雨水较少。不过这种关系仍然

很复杂,在太阳活动峰年时不一定有大水,而可能在活动峰年过后一二年才

发生大水。

北京地区在近 250 年中,多雨的年份一般在太阳活动的谷年和峰年及其

后一年,而少雨的年份则在谷年与峰年前一二年。

有人还研究了以耀斑爆发为主的太阳短期活动与天气的关系,也得到了

许多有趣的结果。比如在四川盆地,太阳强耀斑后,常有多雨或大晴天天气

出现,而在普通耀斑后,常出现比较异常的天气,如突然下冰雹等。

根据国内外的研究,太阳活动对大气、气候的影响是相当复杂的。同样

是太阳峰年,有的地区是涝,而有的地区却是旱。这种差别的原因可能在于

各地的自然地理条件不一样。

在研究太阳活动与大气、气候的关系时,人们也在探讨勺什么有这种关

系?究竟太阳是怎样影响天气、气候变化的 7 可是至今没有一个完满的答

案。


大家知道,大气运动的主要动力是太阳辐射热(以“太阳常数”为代表)。

如果太阳总辐射发生变化,就能引起大气环流的变化,导致某些地区发生干

旱或洪涝。理论上估计,太阳常数变化 1%,就会发生这种情况。可是,经

过几十年的地面观测以及近年来通过人造卫星的观测,所得的结果都表明,

太阳常数基本上保持不变。因此,这条路就被堵死了。

人们提出了几个间接的原因来说明太阳活动对气候的影响。有一个是“大

气臭氧的屏蔽作用”的假说。在地面上空 20~30 公里的大气层中,臭氧的含

量特别丰富,因而被称为“臭氧层”。臭氧能大量地吸收太阳的紫外线,使

人类与生物免受太阳紫外线的辐射而遭到伤害,没有臭氧层的保护,包括人

类在内的地球上的所有生物就存在不了。

臭氧是由太阳紫外线辐射产生的。在紫外辐射强时,臭氧含量就多;在

紫外辐射弱时,臭氧含量就少。所以,臭氧含量多少或臭氧层厚薄,跟太阳

活动有直接的关系。在太阳活动峰年时,紫外辐射最强,臭氧含量达最大;

在谷年时,臭氧含量最少。

臭氧层对紫外辐射进入低层大气和到达地面有明显的屏蔽作用。臭氧多

时,进入低层大气和地面的能量减少,地面温度也因之有所降低;反之,则

增高。这就会导致大气的反常变化。但是其中详细的机制等情况,仍然是不

清楚的。更有人提出,全球臭氧含量与太阳活动关系是反相关的,即在太阳

活动峰年时,臭氧含量反而达到最小。这方面的分歧是很大的,所以对于臭

氧的屏蔽作用仍要进一步弄清。

近年来,由于大气电过程的观测与研究比较深入,所以有人提出“雷暴

事件的触发”假说。地球大气中经常发生雷暴。雨云中带正电荷的部分与带

负电荷的部分相遇,就发生雷鸣闪电,下起瓢泼大雨或暴雨。研究发现,雷

暴事件与太阳活动有关系。太阳活动强时,耀斑比较多。耀斑产生的大量高

能质子能穿到大气的低层(20 公里以下),触发雷暴的发生。观测发现,耀

斑发生后 4 天,全世界范围的雷暴增强和欧洲雷暴事件的发生达到极大。

另外,宇宙线也能穿到大气低层,促使大气发生电离。宇宙线也是雷暴

的源泉之一。地面宇宙线的强弱都受到太阳活动的调制,所以,雷暴事件与

太阳活动是密切相关的。

但是,目前对于雷暴的过程,以及大气如何影响大气变化,导致旱涝,

仍然没有研究清楚。不过,大多数科学家认为,太阳活动通过大气电的过程

影响于天气,可能是一个较好的途径。

未来,在弄清了太阳活动与大气、气候的关系后,人们也许可能通过太

阳活动来作比现在准确得多的天气预报。

  

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