【火山喷发会减缓气候变暖吗】
1月15日,位于南太平洋岛国汤加洪阿哈阿帕伊岛的火山猛烈喷发,此次可能是30年来规模最大的一次火山喷发。从1月15日由风云四号B星数据制作的1000米分辨率多通道真彩色合成图可以看出,瞬间喷出的火山灰云突破对流层顶,形成直径近500公里的伞形云团,周边的巨大冲击波清晰可见。汤加岛屿火山喷发后,关于“火山喷发会改变全球气候”,乃至“火山喷发可以抵消全球变暖影响、减轻减排压力”等话题引发热烈讨论。
有专家认为,火山喷发一般会对未来1到2年全球和东亚气候产生持续影响,大概出现0.3℃左右的降温效应。对于我国而言,火山喷发可减弱次年东亚夏季风强度,进而导致我国夏季雨带偏南。也有专家表示,如果没有减排这个前提,只通过人为方法大尺度改变地球系统的辐射平衡,无法解决气候变化问题。
火山喷发如何影响我国乃至全球天气气候
从1783年冰岛的纳基火山喷发导致欧洲1783年至1784年冬季气候异常寒冷,到1815年印尼坦博拉火山喷发造成严重气候灾难,火山喷发次年全球平均气温约下降0.4℃至0.7℃,北半球许多地区遭遇“无夏之年”。1991年,菲律宾皮纳图博火山喷发,向平流层注入大量气溶胶,数月后全球平均气温下降约0.5℃……这些著名的火山喷发事件都证明,火山喷发确实会与全球气温下降产生关联。
中国气象科学研究院气候与气候变化研究所副所长、研究员祝从文表示,汤加岛屿火山处于低纬度地区,近100年来,有三次大规模低纬度火山喷发,分别是阿贡火山(1963年3月17日)、埃尔奇琼火山(1982年4月4日)和皮纳图博火山(1991年6月15日)。它们喷发后的当年冬季(12月至次年2月),我国除东北和新疆以外大部分地区气温偏低。
“火山喷发之所以会导致降温,主要原因是它向大气层注入了含硫气溶胶,这些气溶胶进入平流层,帮助地球将更多的阳光反射出去,从而在大气层内产生冷却效应。”祝从文指出,需要注意的是,这个因果关系若成立,还必须考虑一个重要因素——“量级”。
美国国家航空航天局Aura(拉丁语为微风)号地球观测卫星的监测图显示,汤加岛屿火山喷发首日二氧化硫的释放量为62千吨。宾夕法尼亚州立大学大气科学特聘教授迈克尔·曼恩分析,曾导致全球平均气温下降0.5℃的皮纳图博火山喷发最终释放了20000千吨二氧化硫,因此如果要达到之前喷发对气温下降的影响,汤加岛屿火山需要排放更多的二氧化硫。
祝从文认为:“对我国而言,火山喷发可减弱次年东亚夏季风强度,进而导致我国夏季雨带偏南。因此,建议将火山喷发的持续影响纳入汛期降水预测因子中加以考虑。”
“人造火山喷发”可以为地球降温吗
在汤加火山喷发事件发生后,中国社会科学院生态文明研究所研究员,IPCC第五、第六次评估报告第三工作组主要作者陈迎一直对此保持关注。她注意到社交媒体上一个引起热烈讨论的话题:“如果火山喷发有降温作用,那我们是不是只要人工制造这种气溶胶,并将其播撒到大气平流层中,就不用花大力气减排了?”
对此观点,陈迎表示反对。“如果没有减排这个前提,只靠SRM(太阳辐射干预,即通过人为方法大尺度改变地球系统的辐射平衡以应对全球变暖),肯定是无法解决气候变化问题的。”她补充道,SRM也解决不了海洋酸化问题,同时还可能带来其他风险和不确定性,比如改变气温和降水分布等。
“可以确定的是,SRM无法作为应对气候变化的‘主力’。不过,根据近年最新研究,如果建立在大幅度减排基础上,SRM有潜力作为应对气候变化的辅助措施。”陈迎说。
“目前提出的SRM方法主要包括向平流层注入气溶胶、海洋低云亮化、增加海洋和陆地表面的反照率。”浙江大学地球科学学院大气科学系教授、IPCC第六次评估报告第一工作组主要作者曹龙表示,这些方法的基本出发点是增加地-气系统的反照率,减少到达大气和地面的太阳辐射,通过短波辐射干预的方法,抵消温室气体增加造成的暖化效应。
据曹龙介绍,自IPCC第五次评估报告以来,对SRM的研究取得长足进展。IPCC第六次评估报告评估了SRM对气候系统和碳循环的影响,主要结论包括SRM可以在全球和区域尺度上抵消一部分温室气体增加造成的气候变化,但无法在全球和区域尺度上完全抵消温室气体增加引起的气候变化,并且SRM无法缓解海洋酸化。
从模拟走向现实,SRM还需要多久?
“由于目前对云-气溶胶辐射过程的相互作用和微物理过程认知仍很有限,对于基于气溶胶的SRM冷却潜力认知还有很大的不确定性,并且IPCC第六次评估报告第一工作组报告对于SRM气候效应的评估主要集中在全球尺度,缺乏针对SRM对不同区域气候影响的评估。”曹龙指出,在下一步研究工作中,有必要利用包括更完备的云-气溶胶-辐射过程的高分辨率模式,对SRM方法进行模拟研究,进一步认知不同SRM方法的冷却潜力和对气候系统的影响。“另外,要大力加强在不同地点和时间实施的不同SRM方法对全球和区域气候影响的研究。”
来源:光明日报
1月15日,位于南太平洋岛国汤加洪阿哈阿帕伊岛的火山猛烈喷发,此次可能是30年来规模最大的一次火山喷发。从1月15日由风云四号B星数据制作的1000米分辨率多通道真彩色合成图可以看出,瞬间喷出的火山灰云突破对流层顶,形成直径近500公里的伞形云团,周边的巨大冲击波清晰可见。汤加岛屿火山喷发后,关于“火山喷发会改变全球气候”,乃至“火山喷发可以抵消全球变暖影响、减轻减排压力”等话题引发热烈讨论。
有专家认为,火山喷发一般会对未来1到2年全球和东亚气候产生持续影响,大概出现0.3℃左右的降温效应。对于我国而言,火山喷发可减弱次年东亚夏季风强度,进而导致我国夏季雨带偏南。也有专家表示,如果没有减排这个前提,只通过人为方法大尺度改变地球系统的辐射平衡,无法解决气候变化问题。
火山喷发如何影响我国乃至全球天气气候
从1783年冰岛的纳基火山喷发导致欧洲1783年至1784年冬季气候异常寒冷,到1815年印尼坦博拉火山喷发造成严重气候灾难,火山喷发次年全球平均气温约下降0.4℃至0.7℃,北半球许多地区遭遇“无夏之年”。1991年,菲律宾皮纳图博火山喷发,向平流层注入大量气溶胶,数月后全球平均气温下降约0.5℃……这些著名的火山喷发事件都证明,火山喷发确实会与全球气温下降产生关联。
中国气象科学研究院气候与气候变化研究所副所长、研究员祝从文表示,汤加岛屿火山处于低纬度地区,近100年来,有三次大规模低纬度火山喷发,分别是阿贡火山(1963年3月17日)、埃尔奇琼火山(1982年4月4日)和皮纳图博火山(1991年6月15日)。它们喷发后的当年冬季(12月至次年2月),我国除东北和新疆以外大部分地区气温偏低。
“火山喷发之所以会导致降温,主要原因是它向大气层注入了含硫气溶胶,这些气溶胶进入平流层,帮助地球将更多的阳光反射出去,从而在大气层内产生冷却效应。”祝从文指出,需要注意的是,这个因果关系若成立,还必须考虑一个重要因素——“量级”。
美国国家航空航天局Aura(拉丁语为微风)号地球观测卫星的监测图显示,汤加岛屿火山喷发首日二氧化硫的释放量为62千吨。宾夕法尼亚州立大学大气科学特聘教授迈克尔·曼恩分析,曾导致全球平均气温下降0.5℃的皮纳图博火山喷发最终释放了20000千吨二氧化硫,因此如果要达到之前喷发对气温下降的影响,汤加岛屿火山需要排放更多的二氧化硫。
祝从文认为:“对我国而言,火山喷发可减弱次年东亚夏季风强度,进而导致我国夏季雨带偏南。因此,建议将火山喷发的持续影响纳入汛期降水预测因子中加以考虑。”
“人造火山喷发”可以为地球降温吗
在汤加火山喷发事件发生后,中国社会科学院生态文明研究所研究员,IPCC第五、第六次评估报告第三工作组主要作者陈迎一直对此保持关注。她注意到社交媒体上一个引起热烈讨论的话题:“如果火山喷发有降温作用,那我们是不是只要人工制造这种气溶胶,并将其播撒到大气平流层中,就不用花大力气减排了?”
对此观点,陈迎表示反对。“如果没有减排这个前提,只靠SRM(太阳辐射干预,即通过人为方法大尺度改变地球系统的辐射平衡以应对全球变暖),肯定是无法解决气候变化问题的。”她补充道,SRM也解决不了海洋酸化问题,同时还可能带来其他风险和不确定性,比如改变气温和降水分布等。
“可以确定的是,SRM无法作为应对气候变化的‘主力’。不过,根据近年最新研究,如果建立在大幅度减排基础上,SRM有潜力作为应对气候变化的辅助措施。”陈迎说。
“目前提出的SRM方法主要包括向平流层注入气溶胶、海洋低云亮化、增加海洋和陆地表面的反照率。”浙江大学地球科学学院大气科学系教授、IPCC第六次评估报告第一工作组主要作者曹龙表示,这些方法的基本出发点是增加地-气系统的反照率,减少到达大气和地面的太阳辐射,通过短波辐射干预的方法,抵消温室气体增加造成的暖化效应。
据曹龙介绍,自IPCC第五次评估报告以来,对SRM的研究取得长足进展。IPCC第六次评估报告评估了SRM对气候系统和碳循环的影响,主要结论包括SRM可以在全球和区域尺度上抵消一部分温室气体增加造成的气候变化,但无法在全球和区域尺度上完全抵消温室气体增加引起的气候变化,并且SRM无法缓解海洋酸化。
从模拟走向现实,SRM还需要多久?
“由于目前对云-气溶胶辐射过程的相互作用和微物理过程认知仍很有限,对于基于气溶胶的SRM冷却潜力认知还有很大的不确定性,并且IPCC第六次评估报告第一工作组报告对于SRM气候效应的评估主要集中在全球尺度,缺乏针对SRM对不同区域气候影响的评估。”曹龙指出,在下一步研究工作中,有必要利用包括更完备的云-气溶胶-辐射过程的高分辨率模式,对SRM方法进行模拟研究,进一步认知不同SRM方法的冷却潜力和对气候系统的影响。“另外,要大力加强在不同地点和时间实施的不同SRM方法对全球和区域气候影响的研究。”
来源:光明日报
【“人造火山喷发”能为地球降温吗?】近日,南太平洋岛国汤加火山剧烈喷发,这可能是30年来全球规模最大的一次海底火山喷发。
从1月15日风云四号B星数据制作的1000米分辨率多通道真彩色合成图可以看出,瞬间喷出的火山灰云突破对流层顶,形成直径近500公里的伞形云团,周边的巨大冲击波清晰可见。
汤加岛屿火山喷发后,关于“火山喷发会改变全球气候”,乃至“受益于火山喷发,可以抵消全球变暖影响、减轻减排压力”等话题引发热烈讨论。有专家认为,火山喷发一般会对未来1到2年全球和东亚气候产生持续影响,大概出现0.3℃左右的降温效应。
对于我国而言,火山喷发可减弱次年东亚夏季风强度,进而导致我国夏季雨带偏南。也有专家表示,如果没有减排这个前提,只通过人为方法大尺度改变地球系统的辐射平衡,无法解决气候变化问题。
火山喷发导致全球降温?
资料显示,1783年,冰岛的纳基火山喷发导致欧洲1783年至1784年冬季气候异常寒冷;1815年,印尼坦博拉火山喷发造成严重气候灾难,火山喷发次年全球平均气温约下降0.4℃至0.7℃,北半球许多地区遭遇“无夏之年”;1991年,菲律宾皮纳图博火山喷发,向平流层注入大量气溶胶,数月后全球平均气温下降约0.5℃……这些著名的火山喷发事件都证明,火山喷发确实会与全球气温下降产生关联。
汤加岛屿火山处于低纬度地区。中国气象科学研究院气候与气候变化研究所研究员祝从文介绍,近100年来,有三次大规模低纬度火山喷发,分别是阿贡火山(1963年3月17日)、埃尔奇琼火山(1982年4月4日)和皮纳图博火山(1991年6月15日)。它们喷发后的当年冬季(12月至次年2月),我国除东北和新疆以外大部分地区气温偏低。此外,拉尼娜的发生对当年我国除青藏高原以外地区冬季气温同样起到致冷作用。
祝从文表示,火山喷发之所以会导致降温,主要原因是它向大气层注入了含硫气溶胶,这些气溶胶进入平流层,能帮助地球将更多的阳光反射出去,从而在大气层内产生冷却效应。
“不过需要注意的是,这个因果关系若成立,还必须考虑一个重要因素——量级。”祝从文强调。
美国国家航空航天局Aura号地球观测卫星的监测图显示,汤加岛屿火山喷发首日二氧化硫的释放量为62千吨。宾夕法尼亚州立大学大气科学特聘教授迈克尔·曼恩分析,曾导致全球平均气温下降0.5℃的皮纳图博火山喷发最终释放了20000千吨二氧化硫。因此如果要达到之前喷发对气温下降的影响,汤加岛屿火山需要排放更多的二氧化硫。
图:从最新的风云四号B星火山灰云合成方案制作的云图上看,火山灰云中的大部分矿物颗粒物质在火山爆发点周围徘徊并逐渐沉降。同时,火山云团中逐渐有浅绿色云团分离,并逐渐向西扩散,目前已经影响到澳大利亚本土。经分析,这部分浅绿色云团主要是由火山灰云中的酸性气体(如二氧化硫)等组成。(中国气象局供图)
祝从文表示,一系列研究表明,火山喷发一般会对未来1到2年全球和东亚气候产生持续影响,大概出现0.3℃左右的降温效应。对于我国而言,火山喷发可减弱次年东亚夏季风强度,进而导致我国夏季雨带偏南。因此,他建议将火山喷发的持续影响纳入汛期降水预测因子中加以考虑。
“人造火山喷发”能为地球降温吗?
如果火山喷发有降温作用,那是不是只要人工制造这种气溶胶,并将其播撒到大气平流层中,就不用花大力气减排了?
对此,中国社会科学院生态文明研究所研究员陈迎表示反对:“如果没有减排这个前提,只靠SRM(太阳辐射干预,即通过人为方法大尺度改变地球系统的辐射平衡以应对全球变暖),肯定是无法解决气候变化问题的。”
她补充说,SRM也解决不了海洋酸化问题,同时还可能带来其他风险和不确定性,比如改变气温和降水分布等。
不过,根据近年最新研究,如果建立在大幅度减排基础上,SRM有潜力作为应对气候变化的辅助措施。
浙江大学地球科学学院大气科学系教授曹龙介绍,目前提出的SRM方法主要包括向平流层注入气溶胶、海洋低云亮化、增加海洋和陆地表面的反照率。这些方法的基本出发点是增加地-气系统的反照率,减少到达大气和地面的太阳辐射,通过短波辐射干预的方法,抵消温室气体增加造成的暖化效应。
曹龙介绍,IPCC第六次评估报告评估了SRM对气候系统和碳循环的影响,主要结论包括SRM可以在全球和区域尺度上抵消一部分温室气体增加造成的气候变化,但无法在全球和区域尺度上完全抵消温室气体增加引起的气候变化,并且SRM无法缓解海洋酸化。
曹龙坦言,由于目前对云-气溶胶辐射过程的相互作用和微物理过程认知仍很有限,对于基于气溶胶的SRM冷却潜力认知还有很大的不确定性。下一步研究工作中,有必要利用包括更完备的云-气溶胶-辐射过程的高分辨率模式,对SRM方法进行模拟研究,进一步认知不同SRM方法的冷却潜力和对气候系统的影响。另外,还要大力加强研究不同地点和时间实施不同SRM方法对全球和区域气候影响究。https://t.cn/A6Jjr2hN
从1月15日风云四号B星数据制作的1000米分辨率多通道真彩色合成图可以看出,瞬间喷出的火山灰云突破对流层顶,形成直径近500公里的伞形云团,周边的巨大冲击波清晰可见。
汤加岛屿火山喷发后,关于“火山喷发会改变全球气候”,乃至“受益于火山喷发,可以抵消全球变暖影响、减轻减排压力”等话题引发热烈讨论。有专家认为,火山喷发一般会对未来1到2年全球和东亚气候产生持续影响,大概出现0.3℃左右的降温效应。
对于我国而言,火山喷发可减弱次年东亚夏季风强度,进而导致我国夏季雨带偏南。也有专家表示,如果没有减排这个前提,只通过人为方法大尺度改变地球系统的辐射平衡,无法解决气候变化问题。
火山喷发导致全球降温?
资料显示,1783年,冰岛的纳基火山喷发导致欧洲1783年至1784年冬季气候异常寒冷;1815年,印尼坦博拉火山喷发造成严重气候灾难,火山喷发次年全球平均气温约下降0.4℃至0.7℃,北半球许多地区遭遇“无夏之年”;1991年,菲律宾皮纳图博火山喷发,向平流层注入大量气溶胶,数月后全球平均气温下降约0.5℃……这些著名的火山喷发事件都证明,火山喷发确实会与全球气温下降产生关联。
汤加岛屿火山处于低纬度地区。中国气象科学研究院气候与气候变化研究所研究员祝从文介绍,近100年来,有三次大规模低纬度火山喷发,分别是阿贡火山(1963年3月17日)、埃尔奇琼火山(1982年4月4日)和皮纳图博火山(1991年6月15日)。它们喷发后的当年冬季(12月至次年2月),我国除东北和新疆以外大部分地区气温偏低。此外,拉尼娜的发生对当年我国除青藏高原以外地区冬季气温同样起到致冷作用。
祝从文表示,火山喷发之所以会导致降温,主要原因是它向大气层注入了含硫气溶胶,这些气溶胶进入平流层,能帮助地球将更多的阳光反射出去,从而在大气层内产生冷却效应。
“不过需要注意的是,这个因果关系若成立,还必须考虑一个重要因素——量级。”祝从文强调。
美国国家航空航天局Aura号地球观测卫星的监测图显示,汤加岛屿火山喷发首日二氧化硫的释放量为62千吨。宾夕法尼亚州立大学大气科学特聘教授迈克尔·曼恩分析,曾导致全球平均气温下降0.5℃的皮纳图博火山喷发最终释放了20000千吨二氧化硫。因此如果要达到之前喷发对气温下降的影响,汤加岛屿火山需要排放更多的二氧化硫。
图:从最新的风云四号B星火山灰云合成方案制作的云图上看,火山灰云中的大部分矿物颗粒物质在火山爆发点周围徘徊并逐渐沉降。同时,火山云团中逐渐有浅绿色云团分离,并逐渐向西扩散,目前已经影响到澳大利亚本土。经分析,这部分浅绿色云团主要是由火山灰云中的酸性气体(如二氧化硫)等组成。(中国气象局供图)
祝从文表示,一系列研究表明,火山喷发一般会对未来1到2年全球和东亚气候产生持续影响,大概出现0.3℃左右的降温效应。对于我国而言,火山喷发可减弱次年东亚夏季风强度,进而导致我国夏季雨带偏南。因此,他建议将火山喷发的持续影响纳入汛期降水预测因子中加以考虑。
“人造火山喷发”能为地球降温吗?
如果火山喷发有降温作用,那是不是只要人工制造这种气溶胶,并将其播撒到大气平流层中,就不用花大力气减排了?
对此,中国社会科学院生态文明研究所研究员陈迎表示反对:“如果没有减排这个前提,只靠SRM(太阳辐射干预,即通过人为方法大尺度改变地球系统的辐射平衡以应对全球变暖),肯定是无法解决气候变化问题的。”
她补充说,SRM也解决不了海洋酸化问题,同时还可能带来其他风险和不确定性,比如改变气温和降水分布等。
不过,根据近年最新研究,如果建立在大幅度减排基础上,SRM有潜力作为应对气候变化的辅助措施。
浙江大学地球科学学院大气科学系教授曹龙介绍,目前提出的SRM方法主要包括向平流层注入气溶胶、海洋低云亮化、增加海洋和陆地表面的反照率。这些方法的基本出发点是增加地-气系统的反照率,减少到达大气和地面的太阳辐射,通过短波辐射干预的方法,抵消温室气体增加造成的暖化效应。
曹龙介绍,IPCC第六次评估报告评估了SRM对气候系统和碳循环的影响,主要结论包括SRM可以在全球和区域尺度上抵消一部分温室气体增加造成的气候变化,但无法在全球和区域尺度上完全抵消温室气体增加引起的气候变化,并且SRM无法缓解海洋酸化。
曹龙坦言,由于目前对云-气溶胶辐射过程的相互作用和微物理过程认知仍很有限,对于基于气溶胶的SRM冷却潜力认知还有很大的不确定性。下一步研究工作中,有必要利用包括更完备的云-气溶胶-辐射过程的高分辨率模式,对SRM方法进行模拟研究,进一步认知不同SRM方法的冷却潜力和对气候系统的影响。另外,还要大力加强研究不同地点和时间实施不同SRM方法对全球和区域气候影响究。https://t.cn/A6Jjr2hN
北京时间今日23: 59: 09,将迎来冬至时刻。届时,太阳将直射南回归线,这也是一年内太阳直射点的最南端。
英语中南回归线称作Tropic of Capricorn,而Capricorn是黄道十二宫中的摩羯宫,这与冬至时太阳在黄道坐标系上运行到这里有关(相应地,北回归线被称为Tropic of Cancer,夏至也是巨蟹宫的起点)。
南北回归线直接囊括了太阳直射点年内移动的范围。这与地球自转轴与公转轨道面(黄道面)并不垂直所致(图1)。这个“偏离”垂直情况的角度,被称作地轴倾角,也等同于赤道面与黄道面的夹角;而后者被称作黄赤交角,这个名字在中学地理课本上出现频率更高。
不过,地轴倾角(黄赤交角)并非一个固定值。具体而言,主要受到两个因子影响:“短期”内的变化,是由月球引力为主导致的地轴章动,它的周期约18.61年,振幅约9.2'';更长周期的变化则至少长达数百年,其中最显著的周期约4.1万年,这使得地轴倾角在22°2'33''至24°30'16''间变动(过去五百万年的变动范围)。
对比可知,长周期变化的幅度和影响更主要;若只考虑长周期变化,而不考虑短周期章动的影响,得到的是“平均地轴倾角”;而如果二者均考虑,得到的是实际的“瞬时地轴倾角”。在今日冬至时刻,后者是23°26'15.15'',届时太阳也直射在23°26'15.15''S;但我们确定南北回归线时,则通常使用“平均地轴倾角”所定义的纬圈,这一数值在当前是南北纬23°26'11.16''。
即使不考虑短周期章动,长周期变化让北回归线移动也相当明显。在约一百年前的1917年,南北回归线在23°27'整,而这一百多年内,平均地轴倾角已经减小约48.8'',相当于回归线向赤道方向移动约1500m。数十年前教科书还会标明黄赤交角是23°27',最新版本都改为23°26'了。
地轴倾角的变化,也是会造成数万年周期的长期气候变化(米兰科维奇周期)。它不会直接地改变地球总体接收到的太阳辐射量,但会首先影响不同纬度区域的辐射能“分配”,尤其在中高纬度明显。当倾角较大,中高纬度地区倾向“夏热冬寒”,而倾角较小则倾向“冬暖夏凉”,这会率先影响高纬度冰雪,最终通过极地冰雪对阳光的反照率等过程,间接改变获得的太阳辐射能,影响全球气候的万年周期变化。
因而,在年复一年的周而复始间,世界也在缓慢而辽阔地前行而维新—无论是亿万年沧桑变迁,还是我们渺小但能超越周期的一生。纪念往昔,也拓辟远方。
冬至快乐~
图1:地轴倾角和黄赤交角模型,右侧即冬至的太阳直射模型。
图2:巴西圣保罗州在1917年所立的南回归线标志,当时刚好经过23°27'S;而如今,南回归线已经向北移动了约1500m。
图3&图4:分别位于澳大利亚昆士兰州和北领地的南回归线标志。
图片来源:维基百科。
#冬至##冬至快乐#
英语中南回归线称作Tropic of Capricorn,而Capricorn是黄道十二宫中的摩羯宫,这与冬至时太阳在黄道坐标系上运行到这里有关(相应地,北回归线被称为Tropic of Cancer,夏至也是巨蟹宫的起点)。
南北回归线直接囊括了太阳直射点年内移动的范围。这与地球自转轴与公转轨道面(黄道面)并不垂直所致(图1)。这个“偏离”垂直情况的角度,被称作地轴倾角,也等同于赤道面与黄道面的夹角;而后者被称作黄赤交角,这个名字在中学地理课本上出现频率更高。
不过,地轴倾角(黄赤交角)并非一个固定值。具体而言,主要受到两个因子影响:“短期”内的变化,是由月球引力为主导致的地轴章动,它的周期约18.61年,振幅约9.2'';更长周期的变化则至少长达数百年,其中最显著的周期约4.1万年,这使得地轴倾角在22°2'33''至24°30'16''间变动(过去五百万年的变动范围)。
对比可知,长周期变化的幅度和影响更主要;若只考虑长周期变化,而不考虑短周期章动的影响,得到的是“平均地轴倾角”;而如果二者均考虑,得到的是实际的“瞬时地轴倾角”。在今日冬至时刻,后者是23°26'15.15'',届时太阳也直射在23°26'15.15''S;但我们确定南北回归线时,则通常使用“平均地轴倾角”所定义的纬圈,这一数值在当前是南北纬23°26'11.16''。
即使不考虑短周期章动,长周期变化让北回归线移动也相当明显。在约一百年前的1917年,南北回归线在23°27'整,而这一百多年内,平均地轴倾角已经减小约48.8'',相当于回归线向赤道方向移动约1500m。数十年前教科书还会标明黄赤交角是23°27',最新版本都改为23°26'了。
地轴倾角的变化,也是会造成数万年周期的长期气候变化(米兰科维奇周期)。它不会直接地改变地球总体接收到的太阳辐射量,但会首先影响不同纬度区域的辐射能“分配”,尤其在中高纬度明显。当倾角较大,中高纬度地区倾向“夏热冬寒”,而倾角较小则倾向“冬暖夏凉”,这会率先影响高纬度冰雪,最终通过极地冰雪对阳光的反照率等过程,间接改变获得的太阳辐射能,影响全球气候的万年周期变化。
因而,在年复一年的周而复始间,世界也在缓慢而辽阔地前行而维新—无论是亿万年沧桑变迁,还是我们渺小但能超越周期的一生。纪念往昔,也拓辟远方。
冬至快乐~
图1:地轴倾角和黄赤交角模型,右侧即冬至的太阳直射模型。
图2:巴西圣保罗州在1917年所立的南回归线标志,当时刚好经过23°27'S;而如今,南回归线已经向北移动了约1500m。
图3&图4:分别位于澳大利亚昆士兰州和北领地的南回归线标志。
图片来源:维基百科。
#冬至##冬至快乐#
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