氣候變遷怪太陽 (2)

氣候變遷怪太陽 (2)
知識通訊評論第45期

一般認為太陽通過銀河系螺旋臂時，所受宇宙射線量最高。

雲蔽議題

宇宙射線造成全球暖化的論調，這些年來吸引媒體多方關注，卻從未得到主流氣候科學界的青睞。他們認為二十世紀的全球暖化應歸咎於人為因素，而非宇宙粒子；對許多學界人士來說，宇宙射線論所吸引的關注，說好聽一點是障眼法，說難聽點就是石油相關產業的反擊。

史文斯馬克運用資料的方式，也受到質疑。美國亞利桑納大學的戴蒙 (Paul Damon) 跟丹麥科技大學的勞特 (Peter Laut) ，在二○○四年發表於《西班牙昆蟲學期刊》（ Revista Espanola de Entomologia ，簡稱 Eos ）的一篇文章中，指稱史文斯馬克等人「處理觀測資料的方式令人無法接受」，過份誇張宇宙射線與全球暖化的關連性；除了包括計算錯誤在內的幾個瑕疵以外，原先所用的雲層原始資料也不能代表全球總雲覆情況，而採用正確的資料之後，其關連性就土崩瓦解。史文斯馬克改採另一套量測雲量的標準，聲稱新標準比舊標準更適用於宇宙射線的研究。

CLOUD 實驗是平息這類爭執的一項嘗試，不過它並非完全中立：柯克比在論及氣候歷史的多場演講裡，十分強調宇宙射線論，而史文斯馬克更是該團隊的一員。然而 CLOUD 卻可以提供全新的實驗數據，柯克比表示可以據此比較有無「宇宙射線」（當然是透過質子同步加速器模擬而成的）的差異，所有的實驗參數均可予以控制與量測。

以色列耶路撒冷拉凱物理研究所的天文物理學家沙維夫 (Nir Shaviv) ，等著要看 CLOUD 的實驗結果。他在研究數億年來八十塊鐵隕石後，聲稱發現宇宙射線放射量每隔一億四千三百萬年就會達到一次高峰，正負誤差為一千萬年。這與太陽四次通過銀河系螺旋臂的平均時間一致，因此他相信全球暖化的成因，可能不單只是人類因素而已。

銀河系的螺旋臂含有最大量的巨大恆星，這些恆星在數千萬年的過程裡會爆炸形成超新星；由於一般認為宇宙射線是由超新星衝擊波所造成，太陽通過螺旋臂就意味著暴露於更多的宇宙射線，形成更多雲層，造成地球溫度更冷。沙維夫因此認為太陽週期性通過螺旋臂的時間，與地球四大冰河時期一致；倘若這個推論可得到證實，就能將氣候變遷與太陽變化連結在一起。

美國喬治亞州立大學高角度解析天文中心的天文物理學家吉斯 (Douglas Gies) ，是支持沙維夫的天文學家之一。他與同事赫賽 (John Helsel) 根據鄰近恆星的距離與運動，推算太陽現在的位置，然後追溯過去五億年間，太陽系在銀河系內的運行軌跡，其研究結果指出太陽確實有可能通過螺旋臂一共四次，每次時間都與地球主要的冰河時期相對應。

氣候學家仍然不同意這種論調。他們認為地球冰河時期的歷史，可用大氣中二氧化碳含量的改變充分解釋，因此覺得沙維夫等天文物理學家的論述沒有根據，甚至有誤導之虞。由沙維夫與加拿大歐圖瓦大學榮譽教授威澤 (Jan Veizer) 共同發表的論文，就先後受到由德國波茨坦氣候衝擊研究中心的拉姆斯托夫 (Stefan Rahmstorf) 帶頭，至少十一名科學家的輪番砲轟。

百年以來

德國海德堡馬克斯蒲朗克天文研究所的楊克 (Knud Jahnke) ，在一年後對沙維夫所用的相同資料組進行後續分析，並未發現支持一億四千三百萬年循環週期，或是任何介於一億年與兩億五千萬年之間循環週期的證據。不過吉斯與沙維夫等人仍然堅持己見。

拉姆斯托夫同意說太陽的變化對地球氣候有其影響，但他堅決主張宇宙射線無法解釋過去數十年間的全球暖化現象。他說現在觀察到的氣候反應，乃是包括太陽在內，幾個因素總和而成；太陽因素可能是一九四○年之前部分暖化現象的成因，但絕不是在那之後的暖化成因。無論是太陽還是宇宙射線，在一九四○年以後都沒有顯現出影響暖化的趨勢。

現代一般實驗室所使用的小型雲霧室

也許諷刺的是，現在對全球暖化的強調，是在鼓勵氣候研究領域之外的人們發揮奇想，而領域之內的人士，則對於可能破壞其工作成果名聲的各種遊說工作小心翼翼，因此即使對宇宙射線論不是完全忽視，也要再三質疑其可信度。

儘管宇宙射線與氣候變遷之間的關連很有意思，但不必然是過去一百年間，已經有完善解釋的氣候歷史中的主要因素。即使只在某些狀況下，才會對地球產生敏感反應的小小效應，也會是一令人興奮的科學發現。 CLOUD 實驗並不需要推翻全球氣候學家的共識，才叫做成功，僅需為物理學帶來一點啟發就已足夠。

「CLOUD 實驗並不需要推翻全球氣候學家的共識，才叫做成功，僅需為物理學帶來一點啟發就已足夠。」

即使研究結果沒什麼戲劇性，或是無法獲致什麼結論，仍然具有某種程度的歷史修正作用。威爾森當初發明雲霧室，並非想發明一台粒子追蹤器，而是想瞭解雲朵的本質；在百年之後讓這項科技回歸初衷，無疑可慰其在天之靈。

[註] 更多資訊及數據請參考知識通訊評論第45期