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太陽生病了?看太陽黑子就知道

太陽並非絕對穩定,它也有生命和活動周期,有時很活躍,有時沉寂,而太陽黑子是一項重要的指標。當太陽活躍時,黑子數多,地球的通信會受到干擾,極光特別強;當太陽黑子少時,輻射比較弱,極光發生的情形也少。離我們最近一次的太陽黑子低數目期是在300年前,造成歐洲經歷了寒冷的幾十年,稱為小冰河時期。
 
 
近年來頻繁的風災、水災、山林大火、乾旱、風雪等,使大家警覺到地球出了許多問題,這都是人為的嗎?或許!但是我們也必須了解大自然還有許多其他的變數,古有明訓:「天有不測風雲,人有旦夕禍福。」在所有不可預測的變數中,太陽是其中之一。太陽並非絕對穩定,它也有生命和活動周期,有時很活躍,有時沉寂,而太陽黑子是一項重要的指標。當太陽活躍時,黑子數多,地球的通信會受到干擾,極光特別強;當太陽黑子少時,輻射比較弱,極光發生的情形也少。
2001年3月29日太陽表面的黑子狀況,2001年正是太陽黑子高峰期。
▲2001年3月29日太陽表面的黑子狀況,2001年正是太陽黑子高峰期。

太陽黑子的出現有 11 年周期,它和太陽輻射有關。過去上百年來,我們已經有完整的太陽黑子紀錄。目前正處於第 24 周期,距現在最近的一次太陽極大期(solar maximum)是 2001 年(第 23 期),極小期(solar minimum)是 2005~2006 年。按正常的變化,在 2009 年時應該已離開最小期,但是 2008 年太陽有 266 天沒有黑子,而 2009 年至 12 月仍無黑子出現,已超過 330 天,太陽似乎仍然沒有醒過來。在上世紀,太陽黑子最低的時期是 1913 年,那年 313 天沒有太陽黑子。

我們關心太陽黑子數目的減少是有原因的。歷史上距我們最近的一次低值是在 1645~1715 年,稱為 Maunder Minimum(蒙德極小期)。這一段期間歐洲經歷了寒冷的幾十年,稱為小冰河時期;在中國,正是兵荒馬亂的明末,李自成在 1645 年攻下北京。因此許多人相信社會的動亂和天氣有關,天氣溫暖,天下就太平;寒冷時,收成不好,就有人要造反。而太陽是否和氣候有關?目前科學家還無法確定。
極光也和太陽的活動有關(2009年攝於阿拉斯加費爾班市)
▲極光也和太陽的活動有關(2009年攝於阿拉斯加費爾班市)

在中國,也有許多關於太陽黑子的紀錄,如《淮南子》中說:「日中有烏。」在甲骨文字中,也有關於太陽黑子的記載,離現在已有三千多年。在《漢書》和王充的《論衡》中,都有日中有三足烏的記載。中國古代也把太陽稱為金烏,春秋出土的文物中確有這種圖像。

在西方,對太陽黑子的觀測已有 300 年的正式紀錄,但是更早非正式的紀錄從 13 世紀開始。上一世紀,太陽學家艾德華.蒙德(1851-1928)在研究太陽黑子的紀錄資料時,發現 17 世紀這段期間的太陽黑子非常稀少,因此現在以他的名字來命名這一段時期。以蒙德極小期內一段 30 年時間為例,天文學家只觀察到約50個太陽黑子。相對地,在平常的相同時段,可以觀察到 40,000~50,000 顆太陽黑子。

從各種紀錄,發現自西元 1300 年以後的 700 年間,太陽黑子有 3 個低值期,分別稱為 Wolf minimum(1282~1342 年)、Sporer minimum(1450~1534 年),以及 Maunder minimum(1645~1715 年)。上述3個低值期恰好發生在元朝到明朝這一段時間,不知道是否和當時特別多的動亂有關(1330 年元末陜西大饑荒,人吃人的事在歷史或金庸小說中都有記載)。
1950~2010年間太陽黑子數目的變化,可以看到1954~1964年的那一次(第18期)太陽黑子最多,而1965~1975年(第19期)最少。
▲1950~2010年間太陽黑子數目的變化,可以看到1954~1964年的那一次(第18期)太陽黑子最多,而1965~1975年(第19期)最少。


過去 100 年來,太陽黑子的變化很大。黑子多的時候每月平均有 200 顆,少的時候還不到 100 顆。1965~1975 年這一段期間,太陽黑子也是少的。同樣地,過去 10 年間(2001~2010 年),太陽黑子也比較少,雖然這一段時間地球還蠻熱的。但是最熱的一年是 1998 年,這和二氧化碳暖化論似乎正好相反。
1600~2000年間太陽黑子數的變化,蒙德極小期是1650~1700年。(資料來源:NASA)
▲1600~2000年間太陽黑子數的變化,蒙德極小期是1650~1700年。(資料來源:NASA)

在科學界,地球的氣候和太陽或和二氧化碳相關是兩個不同的理論,兩派一直有爭論。太陽派的人認為並沒有溫室效應,而現在只是處在蒙德極小期的小冰河時期的「恢復期」罷了,二氧化碳派(學術界大多數的人仍然相信二氧化碳暖化的理論)則反對這一說法。今後太陽黑子是否會恢復還有待觀察,但是如果確實進入黑子減少的小冰河時期,倒是可以抵銷一部分二氧化碳帶來的熱。從最近的哥本哈根會議內容看,很難相信人類可以解決二氧化碳的問題,至少最近還不會。

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