Cereal crop yields in Spain and their relationship with climate and solar activity
本研究分析了1961年至2021年间西班牙谷物产量的情况，发现虽然某些准十年尺度变率与太阳活动周期存在重叠，但观察到的相关性并未建立起因果联系，这凸显了进一步研究大气机制和进行稳健统计验证的必要性。
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农民们一直深知，天气决定了收成的成败。尽管在过去的六十年里，现代技术、改良种子和改进的耕作方法稳步提高了西班牙谷物的产量，但产量的年际波动在很大程度上仍由气候决定。降雨时机恰当，产量上升；干旱来袭，产量下降。但在单一季节的即时天气之外，科学家们长期以来一直想知道，自然界是否存在更深层、更缓慢的节奏，也可能在潜移默化地影响农业生产力。该领域最持久的问题之一是，作为驱动我们天气系统的能量来源，太阳是否遵循某种周期，从而可能微妙地影响我们的粮食产量。太阳的光照并非完全一致；它经历着高活跃度和低活跃度的时期，其特征是太阳表面黑子的出现，这些黑子大约每十年消长一次。如果这些太阳节奏能够改变全球天气模式，它们也可能在欧洲的农田中留下微弱的印记。
一个研究小组通过查看西班牙谷类作物的长期记录，试图调查这种可能性。他们重点研究了四种主要谷物：燕麦、大麦、黑麦和小麦。科学家们收集了从1961年到2021年每年每种作物的收获量数据。为了发现隐藏的模式，他们首先剔除了由人类农业改良带来的产量稳步增长趋势。这使他们留下了剩余的起伏变化，即每年发生的自然变率。随后，他们将这些波动与太阳黑子的年度计数进行了对比，后者是衡量太阳活动的一个可靠指标。通过使用旨在寻找数据中重复节奏的数学工具，他们试图观察作物产量的峰值和谷值是否与太阳的周期相吻合。
分析显示，西班牙这些谷物的产量确实呈现出周期性运动。最明显的节奏发生在每两到四年一次，这与该地区天气的自然变率和降雨量相一致。然而，研究人员还发现了另一种更广泛、更缓慢的节奏，大约每八到十四年重复一次。这个较长的周期与众所周知的十一年太阳活动周期惊人地相似。当研究人员观察西班牙干湿年份的时机时，他们发现强降雨期往往与太阳周期的特定阶段相吻合，而干旱期则出现在其他阶段。这种联系并不完美；其对齐程度有时强，有时弱，且匹配的时机在几十年间发生了轻微偏移。然而，这种共同节奏的存在表明，太阳可能在影响农业的气候系统背景噪声中发挥了作用。
尽管发现了这种统计学上的联系，作者仍谨慎地表示，并不认为太阳直接控制了收成的大小。他们认为，太阳并不是直接伸手去改变作物的生长。相反，他们提出了一个连锁反应过程：太阳活动可能会影响北大西洋上空的宏观大气环流。这些大气层的移动可能会改变冬季风暴在伊比利亚半岛的路径，从而改变降水量以及土壤中储存的水分。由于土壤可以保持水分多年，由特定大气模式驱动的湿润冬季可以帮助作物在次年春季生长得更好，即使那一年的天气表现平平。这种土壤中的“记忆”可能是将缓慢的太阳周期转化为切实的收获影响的机制。
研究结论指出，虽然证据指向了一种可能的联系，但这尚未被证实为确定的因果关系。研究人员强调，这种联系是间歇性的且非常复杂，很可能受到许多其他因素的影响，例如农业技术的变革、灌溉技术以及气候系统的自然混沌性。他们提醒说，发现两个事物在时间上同步起伏并不意味着其中一个导致了另一个。结果表明，太阳活动可能是推动气候系统的几种微弱力量之一，而气候系统进而影响了土壤和作物。为了真正理解这种关系，未来的工作需要更密切地观察处于太阳与农田之间的具体天气变量和土壤条件。目前，这项研究提供了一个引人入胜的暗示，即太阳的节奏可能会在西班牙的田野中回响，但在宣布太阳是收成的掌控者之前，它还止步于此。
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