太陽活動與地球旱澇

對於人類而言，旱澇是重大的自然災害之一。大範圍與持久的旱澇，會給人類帶來嚴重的損失。因此，人們早就在研究旱澇的規律與成因，以求能及時地預報與預防。

旱澇的發生是有一定規律可尋的。有些具有明顯的周期性，有些則是隨機的。當然，這裏說的周期，並不是嚴格的周期，而是準周期。比如，我國降水變化大約有30～40年的周期，而長江中下遊地區的降水，平均周期為35年。黃河流域的大幹旱具有80～90年的周期。渤海的嚴重冰情大約10年左右發生一次，等等。

我國的水文、氣象學界十分重視對旱澇規律的研究。由於旱澇主要決定於氣候演變，追根溯源，就是做氣候演變規律的研究。我國悠久的曆史上留下了豐富的水文、氣象、物候的記事，為這方麵的研究提供了寶貴的資料。這個優勢是外國所不具備的。

研究表明，氣候的若幹周期與太陽活動周期有明顯的對應關係。比如長江年徑流量變化具有約22年的周期，淮河有約10年的周期，而西江、黃河、永定河與鬆花江流域有40年左右的周期。這些周期與太陽活動的基本周期頗為一致。

近500年來，我國東半部地區的幹旱指數具有2—3年、8—10年、22～26年的明顯周期，這些周期跟太陽活動的幾個周期很接近。

除了周期對應之外，太陽活動對氣候的影響，即使在同一地區或同一流域，在不同的時期也是不一樣的。比如在長江下遊地區，太陽活動峰年與穀年附近，旱澇次數比其他年份要多。特別是，在峰年附近，澇的次數比旱的多；而在穀年附近，旱的次數比澇的多。如果就整個長江流域來說，也大致是這個情況。即在太陽活動峰年附近雨水多，易澇；在穀年附近雨水少，易旱。近500年來黃河流域的水旱情況，存在有“強濕弱幹”的規律，也就是太陽活動強時，雨水較多；在太陽活動弱時，雨水較少。不過這種關係仍然很複雜，在太陽活動峰年時不一定有大水，而可能在活動峰年過後一兩年才發生大水。

北京地區在近250年中，多雨的年份一般在太陽活動的穀年和峰年及其後一年，而少雨的年份則在穀年與峰年前一兩年。

有人還研究了以耀斑爆發為主的太陽短期活動與天氣的關係，也得到了許多有趣的結果。比如在四川盆地，太陽強耀斑後，常有多雨或大晴天天氣出現，而在普通耀斑後，常出現比較異常的天氣，如突然下冰雹等。

根據國內外的研究，太陽活動對大氣、氣候的影響是相當複雜的。同樣是太陽峰年，有的地區是澇，而有的地區卻是旱。這種差別的原因可能在於各地的自然地理條件不一樣。

在研究太陽活動與大氣、氣候的關係時，人們也在探討為什麽有這種關係?究竟太陽是怎樣影響地球天氣、氣候變化的?但至今沒有一個完滿的答案。

大家知道，大氣運動的主要動力是太陽輻射熱(以“太陽常數”為代表)。如果太陽總輻射發生變化，就能引起大氣環流的變化，導致某些地區發生幹旱或洪澇。理論上估計，太陽常數變化1％，就會發生這種情況。可是，經過幾十年的地麵觀測以及近年來通過人造衛星的觀測，所得的結果都表明，太陽常數基本上保持不變。因此，這條路就被堵死了。

人們提出了幾個間接的原因來說明太陽活動對氣候的影響。有一個是“大氣臭氧的屏蔽作用”的假說。在地麵上空20～30千米的大氣層中，臭氧的含量特別豐富，因而被稱為“臭氧層”。臭氧能大量地吸收太陽的紫外線，使人類與生物免受太陽紫外線的輻射而遭到傷害，沒有臭氧層的保護，包括人類在內的地球上的所有生物就存在不了。

臭氧是由太陽紫外線輻射產生的。在紫外輻射強時，臭氧含量就多；在紫外輻射弱時，臭氧含量就少。所以，臭氧含量多少或臭氧層厚薄，跟太陽活動有直接的關係。在太陽活動峰年時，紫外輻射最強，臭氧含量達最大；在穀年時，臭氧含量最少。

臭氧層對紫外輻射進入低層大氣和到達地麵有明顯的屏蔽作用。臭氧多時，進入低層大氣和地麵的能量減少，地麵溫度也因之有所降低；反之，則增高。這就會導致大氣的反常變化。但是其中詳細的機製等情況，仍然是不清楚的。更有人提出，全球臭氧含量與太陽活動關係是反相關的，即在太陽活動峰年時，臭氧含量反而達到最小。這方麵的分歧是很大的，所以對於臭氧的屏蔽作用仍要進一步弄清。

近年來，由於大氣電過程的觀測與研究比較深入，所以有人提出“雷暴事件的觸發”假說。地球大氣中經常發生雷暴。雨雲中帶正電荷的部分與帶負電荷的部分相遇，就發生雷鳴閃電，下起瓢潑大雨或暴雨。研究發現，雷暴事件與太陽活動有關係。太陽活動強時，耀斑比較多。耀斑產生的大量高能質子能穿到地球大氣的低層(20千米以下)，觸發雷暴的發生。觀測發現，耀斑發生後4天，全世界範圍的雷暴增強和歐洲雷暴事件的發生達到極大。

另外，宇宙線也能穿到大氣低層，促使大氣發生電離。宇宙線也是雷暴的源泉之一。地麵宇宙線的強弱都受到太陽活動的調製，所以，雷暴事件與太陽活動是密切相關的。

但是，目前對於雷暴的過程，以及太陽如何影響大氣變化，導致旱澇，仍然沒有研究清楚。不過，大多數科學家認為，太陽活動通過大氣電過程影響天氣，可能是一個較好的途徑。

未來，在弄清了太陽活動與地球大氣、氣候的關係後，人們也許可能通過太陽活動來做比現在準確得多的天氣預報。