这张图证明我们不能将气候变化归咎于“太阳活动”

 
根据英国气象局和世界气象组织发布的报告，过去十年(2010-2019年)是有记录以来最热的年份，并且最热的前10年中有5年都发生在2015年以来。
当前的澳大利亚丛林大火危机也是有记录以来最严重的危机，这是由于平均温度升高(比长期平均温度高约1.5°C)和降雨减少而出现的。
但是，我们可以将其归因于比人为影响更自然的事物吗?例如，太阳活动以前与温度有关，有时被归咎于气候变化。但是我们的新分析提供了证据证明为何并非如此。
太阳是地球气候的主要能源，因此，量化自工业化以来对全球温度的影响非常重要。
像所有恒星一样，太阳也经历太阳活动的变化，这意味着其能量输出随时间变化。太阳的可见表面(永远不要直视)称为光球。成像时，它显示为白色光盘，偶尔会因黑子的出现而被弄脏。
这些黑子是强磁场区域，会限制气体的流动并使其冷却，从而使这些区域显得较暗。但是，这些相同的强磁场将光球上的可见黑子与我们看不到的有效区域联系起来。这些是可见表面上方数千公里处的天然气区域，过热到数百万度。这样的有源区在紫外线和X射线辐射中非常强烈地发射光。
在任何给定时间近似太阳活动的最古老，最简单的方法是简单地计算光球上可见的黑子数。太阳黑子越多，太阳活动越多，因此紫外线和X射线的总发射量也越大。这些排放物在到达地面之前已被大气层吸收，从而引起了供暖(尽管一些研究表明情况更为复杂)。
像我们的星球一样，太阳也有向外延伸的磁场。太阳磁场定义了太阳系的大小，可以偏转来自太空的入射带电粒子辐射，即宇宙射线。这些宇宙射线与地球的大气化学，种子云的形成和极端雷暴有关，这意味着它们会影响温度和天气。
在大约11年的太阳活动周期中，黑子的数量会上升和下降。太阳最高时有许多黑子-以及更多的紫外线和X射线相关发射，而太阳最低时有很少甚至没有黑子。
太阳磁场的强度也随着该太阳周期而变化。它在太阳最小时最弱，而在太阳最大时最强。当太阳磁场弱时，更多的宇宙射线可以到达地球的大气层并影响气候(以及太空的辐射环境)。
我们目前的周期
科学最早的黑子观测是由伽利略·伽利莱(Galileo Galilei)在1610年代做出的。从1700年代开始，这种观察变得更加规律。它们构成了所有科学中最长的历史连续数据集之一。观察到的第一个太阳周期(1755-1766)被称为太阳周期1，下一个太阳周期2，依此类推。最近的是太阳周期24，该周期于2008年12月正式开始，目前仍在继续。我们正在迅速接近下一个太阳最低要求，预计在明年左右。
与以前的周期相比，太阳周期24非常弱，太阳黑子的数量相对较少。最后一个弱点是1902年1月开始的太阳周期14。
如果太阳活动确实在全球温度的近期变化中起着重要作用，那么过去十年中这些温度应该保持大致相同甚至下降。 2012年的一篇论文甚至预测温度会降低1.0°C。显然，事实并非如此。有记录以来最热的十年恰好是一个多世纪以来最弱的太阳周期。
考虑到这些因素的综合作用，如果不从根本上动摇对太阳物理学的理解，就很难捍卫太阳活动确实造成当前气候变化的立场。我们尝试将黑子的数量与全球海表温度(取自日本气象厅)和全球海表温度(取自GISTEMP数据)的变化相关。
顶部面板显示了一段时间内的变暖趋势和黑子数。我们的分析表明，基于黑子数的太阳活动与上个世纪的大气或海表温度之间没有显着相关性。在最近的太阳周期中，黑子数与温度之间的差异特别明显。
下部面板显示了黑子数量与温度的散点图，同样也没有清晰的关系。您可以通过测量数据点与直线的接近程度来数学计算出关联的良好程度。在这样的计算中，值0表示数据是随机噪声，值1表示完美相关。我们得到的值介于0.09和0.04之间，这表明该变化很大程度上是由于太阳活动以外的因素造成的。
当查看全局温度时，平均值用作基线，并且由此观察到的任何差异都称为温度异常。从下部面板可以明显看出，增加黑子数对全球温度异常几乎没有明显的影响。如果这样做的话，我们将看到点聚集在每个图中向右上方倾斜的直线周围。
对当前太阳周期的这些观察使得很难捍卫太阳活动最终导致世界当前变暖趋势的立场。取而代之的是，它们符合这样的论点，即人类影响是最近全球气温上升的主要原因。
尽管太阳是地球总体气候条件的原因，但自工业化以来，太阳活动的长期差异还不足以充分解释我们目前的全球变暖趋势。
本文是由伯明翰大学空间科学博士后研究员Gareth Dorrian和诺丁汉特伦特大学物理学讲师Ian Whittaker在“知识共享”许可下发表的。阅读原始文章。