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2014 年 3 月 24 日
 

太陽系的前世今生 (448):極端氣候與太陽活動的可能關聯

影像提供 : Thegreatdr、Foobaz
文字提供 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 之前,我們介紹過因著地球的自轉,使得存在著因著緯度差異而生成的 緯度環流 (Latitudinal circulation ) 亦稱行星風系氣壓帶風帶, 地球上的風帶和喘流由低緯度的 哈德里環流 (Hadley cell)、 中緯度的 費雷爾環流 (Ferrel cell) 以及 極地環流 (Polar cell) 等三個對流環流三圈環流three cells)所推動。以及在 對流層頂 (Troposphere,約 11 公里)、 平流層 (Stratosphere,又稱同溫層, 約 11 ~ 50 公里) 帶動數條圍繞地球的強而窄順著地球自轉方向的 高速氣流帶 。 極度地會影響著 極地環流 (Polar cell) 的寒冷空氣逸流至中緯度的情況,進而促使 中緯度費雷爾環流 受到影響。

        如今,探究 太陽、宇宙射線如何影響雲的形成和地質的活動 已知 太陽 對地球的作用, 可分成直接的 電磁波輻射 與間接的經由 太陽風 (Solar wind) 改變 宇宙射線 (Cosmic ray)通量,進而 改變低層雲的形成 。 而來自於 太陽系 (Solar system) 外的宇宙射線受到 太陽調制 (Solar modulation, 或稱為 太陽驅動力 solar forcing)) 的影響, 當 太陽活動 (Solar variation) 較活躍 的  太陽極大期 太陽風 (Solar wind)較強、 地球磁場 (Geomagnetic Field)和 磁圈 (Magnetosphere) 也會被強化、且太陽風阻擋其他高能量粒子入侵的能力也較強, 以致於來自於 銀河系 其他地方的宇宙射線就容易被擋住、而不易入侵到 地球大氣層 (Atmosphere) 裡來。 反之,在太陽極小期時、磁氣圈會被弱化,(能量多高達 107 eV 的宇宙射線就容易入侵到地球大氣裡來, 對地球的生態、氣候、地質等影響也較大,不但增大了低空雲凝結核的效果, 其超高能量 (可高達 1020 eV) 或許也會增溫地函熔岩、增加板塊的活動力, 以致於氣候較易混亂、火山 (Volcano)和地震的發生可能會有較頻繁趨勢。

        現今,在太陽活動呈現出比長期平均值略弱的情況下, 低緯度的 哈德里環流 顯得極為旺盛,能量、雨水在來不及北送狀況下,除了低緯度的暴強風頻於出現外, 也封不住 極地環流 的南下而形成 北極震盪 (Arctic OscillationAO) , 使得高緯度的氣候產生極端的變化。 2013 年 2 月底,德國波茨坦氣候影響研究中心(Potsdam Institute for Climate Impact Research)的科學家發表研究報告, 表示地球 中緯度費雷爾環流 通常是繞著地球徘徊、在熱帶和北極地區之間振盪;但是在最近的嚴重極端氣候事件期間, 這些振動幾乎在他們的軌道上凍結長達幾個星期;因此,過去在帶進溫暖空氣之前先帶進涼空氣,變成高溫持續停留。 與生態系統不協調的長期極端高溫可能導致災難,造成嚴重傷亡、森林火災和農業損失。 確認了極端氣候背後的一項自然機制,最近幾年在世界許多地方肆虐的極端氣候與氣候變遷有關連; 例如 2010 年以來,美國和俄羅斯都遭到熱浪侵襲,巴基斯坦則發生史無前例的洪澇。

明日主題 : 太陽系的前世今生 (449):地震、火山活動與太陽活動的可能關聯
天文史上的今天 : 1903 年 3 月 24 日,德國化學家阿道夫•弗里德里希•約翰•布特南特 (Adolf Friedrich Johann Butenandt,1903.3.24.-1995.1.18.) 出生。他因性荷爾蒙的鑑定、雌激素(oestrogen)、黃體激素(progesterone)、雄酮(androsterone) 等研究貢獻,與克羅埃西亞化學家拉沃斯拉夫•斯捷潘•魯日奇卡 (Leopold Ruzicka,1887.9.13.-1976.9.26.) 共同榮獲 1939 年諾貝爾化學獎。
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