近20年的研究已清楚表明，天气气候的形成和变化，尤其是气候变化并不仅仅是大气运动所产生的，它们是气候系统（包括大气、海洋、地圈和生物圈等）共同作用的结果。作为大气和海洋运动能量基本来源的太阳，无疑在大气等系统的运动和变化中有极其重要的作用。李崇银院士从气象学角度概括归纳了太阳活动与天气气候变化的关系。

　　本期嘉宾：中国解放军理工大学教授/中国科学院大气物理所研究员中国科学院院士李崇银

　　采访人：本报记者丁继武

　　天气和气候变化已是大家熟知的事实，近年来更加引起社会的普遍关注。近20年的研究表明，天气气候的形成和变化，尤其是气候变化并不仅仅是大气运动所产生的，它们是气候系统（包括大气、海洋、地圈和生物圈等）共同作用的结果。温室气体含量增加所引起的全球增暖尤为世人所关注，而太阳是大气和海洋运动的根本能量源，太阳活动如何影响天气气候变化也必然受到关注。

　　太阳同样也处于不停的运动和变化之中，地球上的某些天气气候变化又明显地反映出它们可能与太阳活动有一定的关系。但是，太阳活动通过什么途径影响天气气候变化？影响的具体物理过程及其机制又是什么？直到目前，还没有一个理论能够很好地说明。
天气气候变化与太阳活动的一些相关现象

　　太阳活动的重要现象是所谓太阳黑子，它有极明显的11年周期变化。目前研究表明，太阳黑子数与地球上天气气候变化之间确实存在着一定关系。例如，太阳黑子的全影和半影比率（Rs）与北半球地面气温异常在长时间的变化趋势上有正相关变化，Rs值大时，则北半球气温偏高。

　　太阳活动不仅与大范围的气候状况有关，还与一些局部地区的天气气候现象有一定关系。例如，英国大气闪电次数与太阳黑子数之间也有正相关关系，在太阳黑子多的年份，英国大气闪电也多；反之亦然。

　　在分析太阳活动与地球气候变化之间的关系时，人们还发现对分析资料的处理也是十分重要的。例如，每年某地区的地面气压同太阳辐射通量之间并没有明显的关系，但如果考虑了平流层的准两年振荡（QBO）特征，仅就QBO的西风位相年进行统计分析，太阳辐射量的变化同南北气压差的变化间有正相关关系，而同查尔斯顿的气温变化有负相关关系。

　　全球增暖及其影响是大家极为重视的问题，温室气体排放的增加被认为是祸首。但最近的一些研究表明，地球气温的变化同太阳活动也有一定的关系，太阳活动也可能是全球增暖的一种因素。
影响天气气候变化的几种可能途径

　　尽管尚未形成完整的理论，但根据多年来的观测和分析研究，可以将太阳活动对天气气候变化的影响归纳成三种可能途径：

　　太阳活动→地球大气电离程度→大气经圈环流→天气气候变化

　　一些观测研究已表明，在太阳黑子的高峰期，地球大气的电离程度比较强，尤其是在高纬度地区。这样，在电磁场的作用下，高纬度大气电离化的增强将导致高纬地区大气直接经圈环流的加强，经圈环流的加强使空气的南北交换加强，大气活动中心会明显增强，全球的降水量可能增多。

　　太阳活动所引起的大气电离程度的变化还必然引起高层大气中离子含量的改变，高离子含量的空气被带到对流层，从而还可能改变凝结核的数量，最后可能影响到云和降水过程。

　　太阳活动→紫外辐射→臭氧层→平流层热状况→天气气候

　　卫星观测表明，平流层上层的臭氧混合比与太阳辐射加热有明显的正相关关系，太阳辐射加热强，在2百帕高度处的臭氧混合比就高。这样，太阳活动（太阳黑子多）所引起的辐射量（尤其是紫外辐射）的增加将使得平流层的臭氧量及其分布发生变化，从而引起平流层热状况的变化。平流层热状况的变化必将引起平流层温度场的变化，平流层大气环流亦将发生变化，进而通过行星波的异常影响对流层大气环流的改变，最终引起天气气候的变化。因为行星波可以通过对流层顶而垂直传播。

　　太阳活动→地球磁场→地球自转速度→大气和海洋环流→天气气候

　　太阳活动引起地球磁场的变化，磁场的变化将引起地壳内部磁流体（溶浆）运动的改变。因为地球外核是以铁镍为主要成分的熔融态合金，其黏滞度近似于水，也可视为磁流体。地球磁场的变化将引起地球外核流动的改变，而外核流动的改变通过核幔耦合作用，包括电磁耦合、黏性耦合、热力耦合和地形耦合等过程，又将对地幔产生影响，然后又引起地球自转（日长）的变化。地球自转速度（日长）的变化，通过地球与大气和海洋的角动量交换将引起大气环流和海洋环流的变化，最终影响天气气候。

　　尚需重点研究解决的问题

　　以上从气象学的角度概括了太阳活动影响地球上天气气候的三种主要的可能途径。但是，如何确定上述途径的具体物理过程？以及是否还有其他途径？这些问题都值得深入研究。

　　在以上三种可能途径中，尚待研究解决的重点是：

　　关于通过大气电离程度影响天气气候。如果太阳活动影响电离层的问题已经基本清楚的话，那么大气电离程度或者电离层与对流层大气经圈环流的关系尚需研究确定或证实，其动力学机制也是尚待研究的重点，这些需要在空间科学家和气象学家的共同努力下解决。

　　关于通过热辐射影响天气气候。研究的一个重点是明确太阳活动与平流层臭氧量及平流层环流的关系；另一个重点是平流层环流的变化如何影响对流层环流。

　　关于通过磁场影响天气气候。太阳活动对地球磁场的影响已有相当研究，需要进一步着重研究的问题有两个：其一是地磁场影响地壳内部磁流体运动的观测事实和机制；其二是地壳内部磁流体运动影响地球自转（日长）的事实和机制。 （来源于2008年3月28日《中国气象报》作者：丁继武）

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　　最近这个话题很热，可能是受气候大会的影响。第一是地球污染的问题.对于这个问题多数是环保者的明指方向,一口咬定以确定他们的说服力,不过.第二主要是地球气候的转变,它的岁月已经告诉了我们,这事情摆明在发生,也是有人呈此轻舟作浪,也是人类在这转变火上浇油的后果!
　　PS..论文的一小截..没时间有空PS我.在聊
　　我最关心的还是导致全球气候变暖的真正原因。最近的《2012》和“气候门”后，很多人开始怀疑原来的解释，甚至提出地热、太阳辐射异常等导致气候变暖的猜测。我虽不赞同这些看法，但想就自己所了解的谈谈一些看法吧。
　　既然是变暖，那我们从热源谈起。目前，一般认为地球上的热量主要有两个来源：太阳辐射（外）、放射性元素衰变（内）。
　　如楼主所描述，地球内部过热导致全球气候变暖这一说法是站不住脚的。根据目前地球物理相关探测和研究，对地球内部某些特定深度的温度有以下估计：①在100千米的深度，温度接近该处岩石的熔点，约为1100～1200℃；②在400千米和650千米的深度，岩石发生相变，温度各约在1500℃和1900℃；③ 在核幔边界，温度在铁的熔点之上，但在地幔物质的熔点之下，约为3700℃；④在外核与内核边界，深度为5100千米，温度约为4300℃，地球中心的温度，估计与此相近。（太阳表面温度约为5500℃）
　　由此可见，地球内部一直都是热的，而且这是地球生命的重要表现形式。尽管如此，但是地球内部的热量主要来自于放射性元素的长期衰变，而非《2012》中描述的那样来源于太阳。现在的气候变暖与地热并没有关系（除非一时间全球火山大规模喷发）。日常我们生活环境的温度主要是由于太阳光辐射（短波辐射）引起的，而大气层又阻碍了地面反射的短波辐射逃逸，所以在一定程度上起了保暖的效果。至于类似热泉、火山这样的地热释放，那只是微乎其微的，毕竟哪只是局部现象。中科院相关专家的研究表明，晴空条件下的中国地表温度与气温和地温的宏观变化规律是基本一致的。而且，我们目前并没发现地面温度比以往升高。另外，受太阳能和大地热流的综合作用，地球内热与上层变温带影响达到平衡，温度基本不变，该层地温与当地年平均气温大致相当，四季基本恒温（<25℃），即恒温层（常温层）。既然有恒温层的存在，说明地球内部热量对地表或者大气温度的影响，应该是很小的。所以，说是地壳内部过热引起的全球气候变暖，显然是不科学的。
　　目前都比较支持的观点是由于二氧化碳、甲烷等温室气体引起的，即所谓的“温室效应”。甲烷的温室效应大概是二氧化碳的25倍，但是大气中二氧化碳的总量却是相当巨大，所以通常考虑的是二氧化碳。太阳光穿过浓厚的大气层后，到达地面的太阳辐射，绝大多数被地面吸收，从而使地球表面的温度升高，同时地面又把地面热量向外辐射（人们习惯称之为地面辐射，因其波长比太阳辐射长得多，其能量主要集中在红外线部分，又称其为长波辐射），在近地面低层大气对流层中的二氧化碳和水汽，对地面的长波辐射吸收能力非常强。根据观测，地面辐射大约75%—95%的能量几乎被近地面的大气所吸收，使大气增温。所以说，二氧化碳具有良好的保温效果，即抑制热量从地面散失的效果。
　　大家设想一个蔬菜大棚温室的模型。其实，在大棚内，由于作物繁多、茂盛，按理，其二氧化碳含量应该相对室外较小，但是为什么其温度却比外面高呢？可见，这里并不是二氧化碳的功劳，而是因为大棚顶上的塑料薄膜或玻璃可以有效的通过太阳辐射（短波）而阻碍地面辐射（长波）。大气中的二氧化碳就像一层厚厚的塑料膜和玻璃，使地球变成了一个大温室。据估计，如果没有大气，地表平均温度可能会下降到零下23℃，而实际地表平均温度为15℃。
　　现在讨论的是大气二氧化碳含量增加的问题。二氧化碳的生成，是一个消耗能量的过程。比如动植物的呼吸（植物的呼吸作用也会产生大量二氧化碳）、有机能源的燃烧（工业废气、汽车尾气等）等。二氧化碳排放量的增加，增加了大气中二氧化碳的密度，有可能加剧了大气的温室效应。
　　至于其它环境污染什么的，应该是不可能影响全球气候变暖的。就算有，那也是相当小。不过，保护环境，人人有责！这个是我们必须做的。
　　我觉得，目前世界各国在面对全球气候变暖这个问题的时候掺杂了更多的政治因素，这不利于有效的开展研究和制定解决方案。
　　其实，我还是挺乐观的。根据地质历史上地球环境的变迁，我觉得地球本身就具有一定冷暖交替规律或者说自我调节的能力。我相信，人类所能看到的地球，其气候应该不会有多大变化。当然，我并不是不支持采取措施去保护环境、减少排放、控制人口。气候变暖，使得海平面上升，沿海城市和低地被淹没，造成大量难民，陆地上冰川融化，近期导致地表水增加，洪涝危害加大，远期导致淡水资源减少，人类面临严重的水资源短缺危机
　　气候变暖，会导致世界各地降水状况和干湿状况的变化，中纬度地区的耕地会退化成草原，粮食产量减少，高纬度地区会因变暖降水量会增加，适合于温带作物的生长，有利于粮食的增产