剛剛過去的12月26日是2019年最后一次日食，各位觀測的小伙伴應該發現了一個事實，就是太陽最近的臉十分干凈，并沒有容易觀測的黑子出現，看起來十分和諧，但了解太陽獲得朋友也知道，這個異乎尋常的干凈并不是什么好事，因為歷史上有太多的氣候周期與它相關！

關于太陽黑子

太陽黑子就是在太陽表面看起來黑乎乎的一個斑點，其實說是黑子，其實它比地球上電焊的電弧亮度都要高，只不過它比周圍更高的區域看起來有一個很大的對比度，所以我們將其稱之為黑子！

2014年10月18日，SDO衛星觀測到的超大黑子群。（來源：NASA）

黑子是太陽對流層中的磁通量管因為較差自轉而產生了纏繞。當管道中的應力達到一定極限時就會像橡膠帶一樣卷起，直達太陽的表面。對流層在刺穿點受到抑制，能量通量和表面溫度都比周圍區域有不同程度下降。

太陽黑子的剖面結構以及穿透對流層示意圖

黑子所在的區域是太陽上超強磁場區域，磁場強度可達0.1-0.4T（特斯拉），而太陽就是一個等離子球體，里面的物質都在高溫下游離了電子的帶正電原子核：離子，因此這些帶電粒子會在超強磁場中運動，形成極其復雜的太陽運動狀態，當然最為顯著的結構就是太陽上那些巨大的拱橋結構：

黑子日珥

當然日餌并不只是在黑子上方形成，這只是日珥形成的一種，當這些拱橋結構破裂時，將會有大量的帶電粒子進入宇宙空間，如果地球運氣不太好，剛好在這個大量帶電粒子前進的路上，那么很抱歉，地球將被襲擊，唯一值得欣慰的是我們可以提前2-3天知道地球將被襲擊，但可惡的是我們只能眼睜睜看著地球被襲擊，當然各種在軌工作的衛星可以提前做好準備以減輕損失。

太陽黑子的周期

黑子的活動有一個11年周期，這是德國天文學家施瓦貝積累了18年的觀測后發現的一個神秘周期，但作為11年這個基數來說，18年顯然不夠，因此瑞士天文學家沃爾夫給他補了一刀，他從從1749到1847年的太陽黑子數記錄中發現，太陽的黑子數量確實有這個11年這個周期。

太陽黑子數目隨時間的變化曲線，呈現了明顯的周期性。

不過這11年周期并不是一個嚴格周期，而是會有一些波動，比如略大或者略小于11年，但大致上遵守這個11年周期并沒有什么大問題！

黑子周期和地球氣候有關系嗎？

準確的說太陽黑子增加會減少光輻射的輸出量，畢竟是黑斑多了，整體輸出減少都是可以理解的事情，而事實上輻射檢測也發現，黑子期間的高峰和低谷期相差還是有的！

黑子循環周期內輻射功率變化

從低谷到峰值差異大概1.5W/平方米，這個差異大約只有1‰，理應不會對地球造成極大的氣候影響，而且沒有黑子應該更熱才對嘛，但事實上剛好相反，因為歷史上疑似與太陽相關時期都是因為太陽活動過少，比如著名的明清小冰期（西方16世紀-二十世紀初），將近400年的時間里北半球都偏冷，比如廣州最后一場大雪是1929年，與小冰期結束時間大致對應。

廣州大雪時間表

特別是1600年開始到1750年期間，太陽黑子活動幾乎沒有，很多年份里黑子的數量就是0，這個反常現象和地球北半球寒冷的小冰期幾乎就是嚴絲合縫，讓人不得不聯想太陽活動對地球的巨大影響。

因此從這個角度來看，太陽活動過于平穩似乎對地球并不是一件好事，不過在現代無線電通信以及全球輸電網庇護下的人類來說，也是一件幸事，因為在太陽活動密集的年份，損失衛星和大停電的陰霾將一直籠罩在人類頭頂，那么未來的天氣跟260天的太陽活動周期到底能扯上關系嗎？

黑子數量與未來氣候走向

其實這個話題扯大了，我們無法從全方位的角度來討論地球氣候變化，只是我們知道今年冬天了還有臺風生成，這似乎是一個反常現象，而大氣環流和洋流的復雜成因，以及厄爾尼諾現象的周期影響等是很難預估的，但我們以中世紀的案例來討論也可以略作參考！

明清小冰期間全球火山活動狀況

同期大規模火山噴發也是一個不容忽視的問題，因為火山噴發，大量塵埃進入大氣環流造成到達地面的輻射下降，形成小冰期也是值得考慮的一個問題，因此簡單了說，黑子數量并不是左右地球氣候走向的唯一參考！

260天空窗期？

其實這是兩個11年周期之間的空窗期而已，這個影響就更小了，因為每隔11年就會發生，各位上完大學的朋友，你至少經歷2個黑子周期，多的甚至經歷了三個，感覺如何？只是覺得夏天越來越熱，冬天越來越冷是吧？地球極端氣候正在增加倒是不爭的事實，但每年統計一下，其實也差了不大，不過是人類記憶中有選擇性遺忘的習慣而已。

歷史冰期

地球歷史上出現過不止一次冰期，冰期和間冰期相隔大約數十萬年，當前地球正處在第四紀大冰期，50萬年來出現了5次冰期，每次冰期持續7萬年，間冰期持續2萬年，目前地球正處在間冰期，不過我們的好日子已經過了1.1萬年，距離下一次冰期開始還有9000年，似乎時間還長得很哈！

地球最近的40萬年來溫度變化曲線

比較幸運的是我們現在正處在高峰期，按間冰期計算還有將近1萬年的好日子！塞爾維亞的地球物理學家兼天文學家米盧廷·米蘭科維奇對地球這種特殊的氣候變遷類型提出了一個影響模型，它認為地球的離心率，自轉軸傾角以及軌道進動的變化影響了地球氣候模式！

特別是冰川期有非常大的關系，地球的傾角繞行變化周期是2.6萬年，稱為進動周期，另外地球自轉軸與黃道面角度變化是4.1萬年時間內在22.1度到24.5度之間擺動，稱為章動。當前角度是23.44度，未來將繼續減少！

另外結合地球軌道的離心率變化周期（413,000年（離心率改變±0.012）），結合傾角變化，根據開普勒第三定律，半長軸不會變化，但短軸的離心率改變時季節變化會加劇。因為地球氣候變化周期和軌道變化周期十分接近，因此塞爾維亞天文學家提出的米蘭科維奇循環，被詹姆士·海斯、約翰·英柏瑞和尼可拉斯·沙克頓的沉積層報告所佐證，因此當前比較傾向于地球軌道變化造成了冰期變化周期。