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2019年世界气象日主题--太阳、地球和天气

来源:世界气象组织官方网站       发布时间:2019-03-19      点击量:1059
  
  依靠太阳的能量,地球上万物生长。太阳驱动天气、洋流、水循环,塑造我们的心情,影响我们的日常活动。太阳是音乐、摄影和艺术的灵感源泉。
 
  和我们在夜空中能看到的其他很多星星一样,太阳是一颗恒星,但是离我们更近的一颗恒星,相距地球将近1.5亿千米。作为太阳系的核心,太阳让地球保持足够温暖,使地球上的生命繁衍不息。45亿多年以来,太阳这颗炽热的恒星一直是地球上天气、气候、生命的能量之源。
 
  太阳和能量
 
  太阳的直径约为139万千米,是地球直径的109倍。太阳核心温度是1500万℃,表面温度是5500 ℃。如果没有太阳持续提供的光照和热量,地球上的生命将不复存在。太阳的热量让地球上存在液态水成为可能。细菌、植物、昆虫、动物、人类等所有生命都需要依靠液态水才能存活。地球表面接收的光照强度与太阳的热量输出、太阳高度角、地球绕太阳运行轨道的周期变化以及被地球吸收的和反射到太空的热量多少有关。
 
  太阳内部的磁场线周期性地穿破表面,在太阳表面形成太阳黑子。太阳的活动时而剧烈时而减弱,有11年的周期性。与太阳黑子相关的剧烈的太阳磁场活动会导致太阳耀斑、日冕和其他影响深远的电磁现象发生。
 
  在地球的历史长河中,地球接收的太阳热量是变化的,这给气候和所有生物带来了巨大影响。自从大约1.2万年前,也就是上一个冰期结束以来,虽然到达地球表面的太阳辐射经常出现微小的变化,但是气候总体比较平稳。这些微小的变化经常由地球绕太阳公转的周期变化、云量变化和地球上其他波动所引起。然而,即使很小的气候变化也会给人类文明带来激烈的区域影响,并导致像玛雅文明和古埃及文明的兴衰。
 
  地球绕太阳公转轨道引起的气候波动的时间尺度为千年,然而,受人类活动影响的气候变化直到工业时代才开始。化石燃料的燃烧以及其他的工业和农业活动释放二氧化碳等温室气体进入大气,使地球吸收了更多的太阳热量,导致了地球能量的失衡。
 
  太阳本身提供了一种更加廉价、使用更加广泛并有潜力替代化石燃料的能源—太阳能。为了减少温室气体的排放,我们需要立即采取行动。
 
  太阳和四季
 
  地轴相对于地球绕太阳公转轨道的倾斜角决定了从赤道到两极任何纬度获得的日照时长和日照量,从而产生了四季变化。
 
  北半球的春分通常在3月20日左右,秋分通常在9月22日左右。在春分和秋分日,太阳直射赤道。赤道地区常年昼夜平分,南北半球的其他地区只有春分和秋分日才昼夜平分。
 
  在北半球,夏至通常在6月21日左右,冬至通常在12月21日左右。北半球夏至日,北半球的所有地区昼最长、夜最短,北极圈出现极昼,南极圈出现极夜。北半球冬至日,北半球的所有地区昼最短、夜最长,北极圈出现极夜,南极圈出现极昼。
 
  夏至时,正午太阳高度角最高;冬至时,正午太阳高度角最低。北半球夏至时,北半球向太阳倾斜,因此接收到更多的阳光,更加温暖。冰岛、挪威等北半球的高纬度国家接收连续光照。
 
  太阳和气候变化
 
  当地球释放的能量与吸收的能量相同时,能量收支平衡,平均气温保持稳定。然而,从19世纪后半叶工业时代起,全球平均气温已经上升了约1℃。目前,气候变化日趋剧烈,比地球绕太阳公转引起的气候变化更加迅速。前所未有的气候变化让生态系统和人类都难以适应。
 
  过去30年的气象卫星测量数据表明,太阳输出的能量并没有增加,那么,目前地球上发生的全球变暖就不能归咎于太阳活动的变化。
 
  全球变暖由大气中长期存在的温室气体引起,导致冰川融化、海温上升。2017年,二氧化碳浓度达到405.5ppm(1ppm表示每百万个干燥空气分子中有1个温室气体分子)。目前,温室气体浓度还在继续上升。自20世纪90年代以来,由于长期存在的温室气体的影响,总辐射强迫增加了41%,全球气候变暖。在过去10年里,二氧化碳对总辐射强迫增加的贡献率约达82%。
 
  如果温室气体浓度按照现有趋势上升,21世纪末气温将上升3~5℃。这超过了联合国气候变化框架公约《巴黎协定》对全球平均气温上升低于2℃、尽可能接近1.5℃的目标。
 
  有气象记录以来最暖的20年都出现在过去22年中,其中,最热的4年正是最近4年。受到气候变化的影响,极端高温增加。地方、国家、区域、全球范围的最高气温都打破了纪录。由于气候变化,高温热浪在一年中开始得更早,结束得更晚,出现得更加频繁和剧烈。
 
  气候模式预估显示,大部分陆地和海洋区域的平均气温上升,大部分居住区极端高温事件增多,一些地区强降水增多,一些地区出现干旱和降水不足的概率增大。而且,随着全球变暖加剧,健康、生计、粮食安全、水资源、人类安全和经济发展等与气候相关的风险增加。
 
  测量阳光
 
  科学家使用太阳辐射测量来研究气候变率、变化并预报天气。
 
  测量阳光并不是听上去那么简单。不同地点、不同时间、不同仪器可以进行比较的长期测量是关键所在。这就需要对全球成百上千的地基观测仪器进行精细校准。
 
  对太阳能产业的决策者来说,辐射测量至关重要。为了计算一个即将建设的太阳能装置可以产生多少电,必须知道每天有多少阳光可以利用,无论是晴天还是阴天,无论是冬天还是夏天。决策者和商业投资人使用这些数据来寻找太阳能发电站的合适位置。
 
  100多年来,位于瑞士达沃斯的P.M.O.D.研究所一直在研究测量阳光的方法。自1971年起,它一直是世界气象组织的世界辐射中心,维持着测量太阳辐射的主要标准。这保证了精密仪器的准确性,以及测量数据的可比性。世界辐射中心确保大家以同样的准确度测量太阳辐射,目的是让观测可以相互比较,同时让过去和未来进行的观测也具有可比性。
 

  正因为有了世界气象组织主导的全球范围内的合作,科学家们对气候系统的理解更加深入,太阳能产业的发展更加有效。






(编辑:孙镆涵  编审:袁长焕)