“小冰期”又要来了？
面对长周期气候变化，人类完全处于被动状态，
这才是最让人忧虑的。
采访专家
张 军(中国科学院国家天文台太阳磁场和太阳磁活动研究团组首席研究员)
祝从文(中国气象科学研究院研究员)
吴正华(北京市气象局研究员)
简直要被冻哭！中国北方广大区域正接受一轮又一轮严寒的考验。在北京，严寒从12月上旬已经开始，20个气象观测站中，有17个最低气温跌破了12月上旬近10年极值，平谷和汤河口甚至跌破建站以来12月上旬最低气温的历史极值。
美国国家航空航天局（以下简称NASA）不久以前也发出警告，更加寒冷的冬天正在来临并将带来创纪录的低温。这可能意味着地球即将进入历史上第二个“蒙德极小期”（即知名的明朝小冰河时期）。
太阳活动正在步入极小期
说到冰河，很多人脑海中可能会浮现出这样的画面：一望无际的冰川，猛犸象、剑齿虎、钻木取火的远古人类……这是美国电影《冰河世纪》中的镜头，讲述的是发生在2万年前的“冰河世纪”的故事。
但是，NASA不久以前发出警告，更加寒冷的冬天正在来临并将带来创纪录的低温。NASA研究发现，太阳表面一些原本应该有的太阳黑子2018年的最后几个月活跃度极底，有时甚至全都消失了，并且在2018年的大部分时间里，太阳上的黑子都很少，这是太阳活动趋于低潮的一个显著特征。
“2018年的太阳黑子活动消失现象并不奇怪，这种周期性变化与气候变化的关系也还缺乏充分的证据。”中国科学院国家天文台太阳磁场和太阳磁活动研究团组首席研究员张军对于NASA的警告提出自己的看法。
张军多年来一直持续关注和研究太阳的磁场活动状况，他表示，太阳黑子一般以黑子的数目表现出周期性的变化,变化周期大约是11年左右。2008年，太阳黑子处于上一个周期的活动最弱期，根据太阳运行规律推算，2018年-2019年的太阳黑子活动也是第24周的低潮期。
不过，科学界很多人认为太阳活动另外一种更大的变化周期值得警惕。科学研究认为，太阳活动从1920年进入一个太阳活跃期（一般称之为现代极大期），到2000年已经持续了80年的时间，一些专家从地球温度近10年来的变化分析认为当前可能太阳活动的极大期正在结束，并开始向“蒙德极小期”转换。而这种极小期被科学界认为是小冰期产生的直接原因。
▲2016年2月9日，大连长兴岛渔港内，大面积的海冰堆积在海岸线上，把渔船固定在冰面上
“小冰期”影响值得警惕
“小冰期”概念首先由美国科学家弗朗索瓦-埃米尔·马泰于1939 年提出，大约从15世纪初开始，全球气候进入一个寒冷时期，通称为“小冰期”，小冰期结束于20世纪初期。由于这一时期在我国正好是明清时期，因此在中国也称为“明清小冰期”。
不过根据NASA的定义 ，“小冰期”指1550年到1850年之间全球气温显著偏低的时期，主要是与之前的中世纪暖期作比较。“小冰期”的成因目前尚不十分明确，主流的说法是与地球轨道变化、太阳活动偏弱以及大规模火山爆发等有关。由于地球轨道变化与大规模火山爆发发生的概率很低，太阳活动偏弱就成了一种占据主导地位的观点。
根据历史记录，从1645年到1715年，太阳活动处在一个漫长的平静期，几乎没有太阳黑子出现的记载。这段时期也被称为“蒙德极小期”，正好对应1645-1715年的极寒期。
目前太阳活动正在减弱的情况或许意味着太阳活动正在走向新的“蒙德极小期”。在此期间，地球最上层的空气就会冷却收缩，从而导致地球降温，这也是太阳活动影响地球的最重要方式之一。
有科学家认为，太阳活动的减弱可能对地球的天气产生一些影响。一些更为悲观的科学家认为地球会在不久后经历一次小型的“冰河时代”。
NASA的最新研究并不是孤立的研究预测。它的新发现与2017年英国加州大学圣地亚哥分校和英国诺桑比亚大学发布的研究结果一致，这两项研究均预测未来几十年由于太阳黑子活动较低而导致太阳活动出现小值，并且两项研究均预测太阳活动与17世纪中叶至18世纪初的“蒙德极小期”相似，那时地球恰逢“小冰期”，其间太阳活动非常衰弱，地球遭遇了非常严酷的寒冬。
有科学家担心，如果目前的趋势继续下去，地球会不会也将经历另一次“小冰期”。不过由于太阳活动最小值与“小冰期”之间的关联仍然比较含糊，张军对这样的预测依旧保持了十分谨慎的立场。他表示，太阳活动周期与我们地球天气之间的联系仍有待确认，太阳活动极小期是否意味着地球变冷仍然不能完全对应。
北京市气象局研究员吴正华表示，这几年欧亚的极寒天气与地球北半球异常的大气环流具有很大的关系，而这种状况的出现则是北极涛动出现了异常。冬季，由于北极上空的高气压、寒带喷射气流都被挤压到比以往更远的南部地区，从而造成了北美洲、欧洲和中国出现极寒天气。地球北半球异常的大气环流与太阳活动又是什么关系？目前还缺乏十分权威可信的研究。
不过，“小冰期”给人类带来的长时间巨大灾难依旧值得警惕。
▲1683年，伦敦的泰晤士河上的弗罗斯特博览会。17世纪和18世纪，英 国的冬天常常特别冷，这个时期被称为“小冰河时代”。这些即兴展会提供了各种各样的娱乐活动。
“小冰期”结论存在争议
地球即将进入“小冰期”的研究结论也面临着科学研究上的一些冲突，丹麦的威利·丹斯加德教授与瑞士的汉斯·奥斯切格教授在1984年发表的一篇论文指出，每隔1500年地球就有可能进入一次冰河期。
丹斯加德和奥斯切格给出的证据是格陵兰岛冰芯的氧同位素研究结果。他们认为，格陵兰岛的冰芯提供了一套地球25万年气候变化的历史档案。在该项研究中研究人员比较了氧-18和氧-16同位素的比值，这种比值可以用来显示降雪时的气温。本来研究人员希望通过这种方法来找到冰期史上著名的9万年冰期和间冰期的证据。研究人员却意外发现，在冰期和间冰期之间有一个明显的温和的气候周期。这一周期大约每隔2550年发生一次，但后来经过年代矫正又评估为1500年。此后，丹斯加德和奥斯切格又找到了大量证明地球每隔1500年可能进入冰期的证据。
1957年，苏联在南极建立了东方站。1987年东方站取出的冰芯也显示了过去40万年里存在1500年的气候变化周期。此外，研究人员通过对广布在北大西洋、南大西洋、马尾藻海和阿拉伯海等海域中的海底沉积物的研究，也再次证实存在1500年的气候变化周期。
由于发现了地球气候变化的1500年周期，丹斯加德、奥斯切格和法国极地技术研究所负责人克劳德·洛里斯三人共同获得1996年的泰勒环境成就奖。
太阳黑子的辐射变化也提供了地球冰期有1500年周期的证据。一位叫做杰勒德·邦德的古海洋学家在2001年11月的美国《科学》杂志发表的报告指出，在过去的1.2万年里，北大西洋北部气候随着太阳活动的消长已经发生了9次冷暖更替。
根据1500年周期，在过去150年地球进入了一个温和的气候温暖期，而且这一温暖期将持续几百年时间。这与现在地球趋向变冷的新研究结论相冲突。
现在科学界的众多科学家依旧在讨论地球变暖及给地球和人类带来的影响。一些科学家认为，就是地球趋向变冷，地球百年以来不断加剧的全球变暖也将抵消地球变冷的情况。
▲一群彗星在一万三千年前袭击了地球，导致小冰河时代的来临，猛犸象等大型凶猛生物灭绝。图为艺术家的复原图
较大周期气候变化不容忽视
一部分科学家认为，蒙德最小值事件与17世纪的“小冰期”之间最冷的关联只是巧合，太阳活动的减弱并没有引发地球变冷，而变冷真正的元凶是火山爆发。也有的学者认为，蒙德最小值与“小冰期”之间或许有关联，但样本太少，因为在这么长的时间里，科学家们并未找到其他的太阳活动变弱与地球“小冰期”之间关联的例子。
不过科学界对未来气候变化趋势的研究需要关注。
1971年丹斯加德等人发表的格陵兰冰芯氧同位素谱分析成果表明，地球气候还有10万年轨道周期变化，其中9万年为冷期，1万年为暖期。按此规律推算，目前气候的暖期已接近尾声，气候“全球变冷”成为主流。
英国科学家瓦伦蒂娜·扎尔科夫预测，太阳活动在第26个太阳活动周，也就是2030年会减弱至当前活动周峰值的40%，届时地球将很有可能进入“小冰期”。
中国气象科学研究院研究员祝从文说，虽然他们的研究也显示近10多年全球气温出现了下降的趋势，但仅仅用10年趋势预估地球未来几十年甚至是百年的温度变化是不合适的，其次不同的时间起止点和时间长度，就有可能得出不同的结论，例如统计计算1975年-2008年34年的月平均全球气温，则发现气候变化的结果为每10年增暖0.17℃，地球依旧在持续变暖。
不过，地球大周期的气候变化的确不容忽视。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员毛克彪本来是研究农业遥感的，2008 年中国南方那次大雪冰冻灾害让他的研究方向发生了很大变化，在参加南方冰雪灾害监测中开始用大数据来研究气候的变化，后来通过对全球温度、二氧化碳、植被和水汽数据分析，他首次提出地球温度变化是由地球在太阳系中轨道能级位置决定的结论。比如太阳系中星球之间的距离变化，会导致引力场和磁场变化，从而进一步导致地球在太阳系中所处的能级轨道发生变化，而地球的势能和动能发生变化，会通过改变地球内部能量的释放引起海水温度的变化。
这些年海水温度的异常变化已经为科学界所关注。祝从文表示，近几年我国很多地方的寒冬与海温的变化也有很大的关系，由于北太平洋海温持续偏暖，西伯利亚高压持续偏强，海陆热力差异加大，有利于东亚地区西伯利亚寒流的南侵。然而，这些现象又与太阳系、乃至更大宇宙空间的运动变化有什么关系？
目前，面对长周期气候变化，人类完全处于被动状态，这才是最让人忧虑的。 ■
