太阳系引力变化与太阳常数

    太阳常数，通常针对地球而言，是指太阳在单位时间内投射到距太阳一个天文单位处并垂直于射线方向的单位面积上的全部辐射能。

    “常数”是相对恒定的，在每11年太阳周期的峰值仅增加0.2%。有时，太阳黑子遮住了光线，减少了百分之零点几的辐。但与太阳活动有关的亮点，称为亮斑，范围更广，寿命更长，因此它们的亮度补偿了黑子的黑暗。此外，随着太阳不断燃烧，太阳常数每十亿年增加约10%。

    “万物生长靠太阳”，从能量学角度来说，太阳辐射是地球气候系统的唯一能源。因为，人类活动如燃烧煤、石油、天然气等所产生的热能与此相比，几乎是微不足道的。来到地球大气上界的太阳辐射强度为1.97cal/cm^2•min，或者现代多采用新的单位1372w/m，称为辐照度。来到大气上界的太阳辐照度是否常定不变这是一个老问题，也是一个有过激烈争议的问题。早在公元1837年布依列特(Pouillet)就提出来“太阳常数”的概念。他认为到达大气上界的太阳辐射是常定不变的。为什么说到达大气上界，是因为大气对太阳辐射有消弱。而这个消弱依赖于大气的厚度及大气浑浊度。早晨及傍晚太阳高度较低，由于阳光是斜着穿过大气，因此太阳辐射在到达地面之前受到的消弱就较大。当大气中水汽及云较多，或者因受到污染大气中悬浮颗粒物增多均会大大减少达到地面的太阳辐射。所以，讨论太阳辐射的强度，一般以达到大气上界为标准。

    但是，太阳常数是否真的是常数呢，这个争论已经持续了一百多年。在太阳常数这个名词出现的第二年，就有人提出了反对，认为不是常数。然而，很遗憾，由于没有足够精确的观测，始终无法准确的回答这个问题。不同的作者以及不同时间所得到的结果在1.94到1.99cal/cm^2•min之间，即能够差到2-3%。但是由于观测都是在地面上进行的，尽管大部分观测是在经过精心选择的高山天文台进行，却仍不能避免观测误差及大气消弱订正误差的影响。据分析这些误差的数量级大约在1%左右，与不同作者在不同时间所得到的结果的差异属同一数量级。从60年代开始有了卫星观测以及火箭观测。然而，情况并没有因此而有根本的改善。因为，这些外层空间的观测虽然基本不受大气消弱的影响，但仪器观测误差却较大，不确定性仍在1%左右。因此，仍然无法证实太阳常数是否真的是常数。直到1978年在雨云7号卫星上安装了空腔辐射仪，这种仪器观测太阳常数的精度能达到0.05%。而根据1978年到1981年971天的观测，太阳常数有0.2-0.5%的变化，这才第一次证实太阳辐照度是变化的，太阳常数不是一个真正的常数。

    然而，接下来的一个问题就是，太阳常数是否在太阳黑子多时减少。由于黑子比光球表面温度低，因此看起来是一个黑点，或一块黑斑。当然，很容易想象，当太阳黑子多时，太阳辐照度低。美国天文学家阿包特(Abbot)就是这种观点的最有力的支持者，他曾经给出明显的例证，说明太阳大黑子过日中时，太阳常数激烈下降。1978-1981年的卫星观测也证明太阳常数的谷值与逐日太阳黑子的峰值相对应。但是，这个观点却与多少年来对太阳活动历史及气候变迁关系的研究结果相矛盾。因为，当太阳黑子多即表示太阳活动强时，地球气候偏暖，而太阳黑子少时，太阳活动弱，地球气候较冷。从1979年到1991年，已经能看到一个大约11年的太阳黑子周期。虽然这不是经典的从最低开始到下一个最低。但是能够明显地看到伴随黑子增长，太阳常数增加，在一个太阳黑子11年周期内。太阳常数有大约0.2%的变化。但是，这又如何解释阿包特的论点呢，分析表明，太阳大黑子过日中，确实可以使太阳辐照度短时下降。因此，阿包特的观点及后来的卫星观测都是正确的。而且，太阳黑子的确对太阳常数是起了消弱作用。但是，太阳黑子只是太阳活动的一部分。太阳黑子多的确反映太阳活动较强。不过，太阳活动强时，太阳光斑也增多。由于比光球温度高不太多，所以在阳面中心部分很难观测到，而只能在日面的边缘部分看到。太阳活动增强，光斑增多，却使太阳常数增加。因此，除了大黑子在日中时以外，大部分时间光斑所造成的太阳常数增加可以抵消太阳黑子对太阳常数的消弱还有余。因此，计算月平均太阳常数，或对逐日太阳常数作低频滤波就可以看出与太阳黑子变化是一致的，而不是相反的关系。这样从19世纪30年代到20世纪90年代，经过了一半以上世纪的科学探索，才对这个问题有了较为准确的回答。

    实际上太阳黑子活动变化是太阳受到的潮汐作用变化，太阳自转快慢变化的表现。太阳系引力变大时，太阳受到的潮汐作用变大，太阳黑子活动增强。太阳黑子其实就是太阳上的飓风，太阳受到的潮汐作用变大，太阳自转变慢时，太阳上的飓风一太阳黑子活动增强。就像地球受到的潮汐作用变大，地球自转变慢，发生超强厄尔尼诺事件时，地球上的飓风增强。太阳系引力变大，太阳引力变大时，太阳核聚变反应增强，太阳辐射增强，太阳常数变大；太阳系引力变小，太阳引力变小时，太阳黑子活动减弱，太阳常数减小。例如5000年来的历次小冰河期和温暖期，太阳黑子活动极小期(蒙德尔极小期、道尔顿极小期等)和极大期是对应的。小冰期、太阳黑子活动极小期、太阳常数极小期与太阳系引力变小时期相对应，温暖期、太阳黑子活动极大期、太阳常数极大期与太阳系引力变大时期相对应。

    太阳“常数”只是相对恒定的，在每11年太阳周期的峰值仅增加0.2%，但是当我们观测小冰期与温暖期，冰川期与间冰期，冰室时期与温室时期你们就可以看到太阳常数发生巨大变化。这是因为，太阳系引力变化，太阳引力变化，太阳核聚变反应强弱变化导致太阳常数发生巨大变化。

    因为牛顿万有引力理论是错误的，所以科学家们只知道“随着太阳不断燃烧，太阳常数每十亿年增加约10%”，却不知道，随着太阳系围绕银河系中心公转，太阳系引力变化，太阳常数发生巨大变化。这种太阳常数的巨大变化就是地球上气候在小冰期与温暖期，冰川期与间冰期，冰室时期与温室时期旋回的原因，就是“黯淡太阳悖论”和“火星存在温暖湿润气候悖论”的答案，就是地球气候变暖变冷的原因。