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太阳峰年话太阳活动 目前有关太阳活动的报道不断见诸报端，一些关于「太阳黑子大爆炸」、「太阳风暴」等等的报道引起了人们的关注，甚至引起了一些人的恐慌，那么，「太阳风暴」到底是怎么回事？它对地球上人类的正常生产和生活会有什么影响？ 太阳和太阳活动 太阳是一直径约为139万公里的气质高温球体，直径约为地球直径的109倍，其结构特徵和地球类似，可分若干层次。根据目前人们对太阳的认识，太阳的中心部份是一个处于剧烈核反应，温度高达1500万度的核心区域，这是维持太阳向宇宙空间发射强大能量的源泉。这一高温区域之外是太阳的辐射区和对流层，再向外就是我们从地球上可以直接观测到的太阳大气层了。通常认为，太阳大气层包括光球、色球和日冕三层，光球层是一个温度约为6000度的气层，它的厚度约为500公里，这一层次通常也被称为太阳表面，我们在地球上接收到的太阳辐射能基本上来自这个光球层。光球之外是色球和日冕，它们几乎都是透明的气体层，是真正的太阳大气层。色球的厚度约为12000－14000公里，在色球层中温度随高度的增加而增加，在其层顶温度可达几万度。色球层是太阳大气中最重要的层次，是一充满磁场的等离子体层，由于磁场的不稳定性，在这一层内时常产生剧烈的耀斑爆发，同时还发射大量的紫外辐射、X射线和高能粒子流。人们关心的太阳活动以及对日地空间的影响主要取决于这一层次的特徵。光球再向外便是日冕，这是太阳大气的最外层次，其厚度可达数百万公里，这层太阳大气的温度约为100万度，我们提到的「太阳风暴」就发生在这一层次内。 科学家们的长期研究发现，就总体而言，太阳是一个相对宁静的炽热气体球，但太阳大气始终处于不断的活动状态，这就造成了太阳大气中的一系列复杂的扰动过程，在局部地区，这种扰动过程有时表现得非常强烈，这些扰动现象的总和被称为太阳活动。目前，人们所了解的太阳活动现象主要包括太阳黑子、光斑、谱斑、日珥、耀斑和日冕状态的变化等。 太阳黑子是怎么回事 太阳黑子被认为是太阳活动的最典型例子。人们所说的太阳黑子实际上是发生在太阳光球层内的涡旋运动，其大小可以从直径数百公里到数十万公里，其温度一般比光球的其他地区低1000至2000度，因此看起来呈现为较暗黑的斑块，这就是被称为太阳黑子的原因。太阳黑子往往是成群发生的，因此被称为太阳黑子群，太阳光球内同时会有很多黑子群存在。黑子群及临近区域是太阳活动发生的地方，称为太阳活动区。太阳黑子的寿命可以从一天至数月不等。光斑和谱斑是在太阳黑子周围的一些明亮的斑点，其温度比周围要高几百度。一般来讲，太阳活动的其他现象基本上都与太阳黑子有关，因此通常用太阳黑子数目的多少来作为太阳活动强弱的标志，太阳黑子数少，表示太阳大气中的扰动过程弱，通常被称为太阳宁静期；太阳黑子数多，表示太阳活动加强，被称为太阳活动期。太阳黑子数目最多的年份称为太阳活动「峰年」，黑子数目最少的年份则称为「谷年」�？蒲Ъ颐浅て谘芯糠⑾�，太阳活动有一定的规律性，最明显的是具有11年左右的周期，也就是说每隔11年左右便会出现一次太阳活动周期，从1755年太阳活动谷年开始计算，目前正处于第23个太阳活动周，而且2000～2001年很可能是这一太阳活动周的峰年，这正是近来无论科学家们还是普通百姓都特别关注太阳活动的原因。 太阳风暴 当太阳处于周期活动期间时，不仅太阳黑子数、黑子群数目会大大增加，而且太阳的其他活动现象如：光斑、谱斑、暗条活动和日冕物质抛射等也都会相应加强。因此，在太阳活动峰年前后的一段时间内，人们会观测到一些大太阳事件的发生，这主要是指太阳大耀斑的发生。耀斑是指太阳大气局部区域的短时间内突然增亮的现象。太阳耀斑是最剧烈的太阳活动，其持续时间可以从几分钟到几小时。太阳耀斑一般发生在黑子群出现的太阳活动区内，因此其增亮效果更为明显，耀斑也因此而得名。由于在短时间内出现的这种局部增亮并伴有巨大能量释放的现象有点像爆炸现象，因而有时天文学家们也会称太阳耀斑为「太阳爆发」或「太阳风暴」。一次大的太阳事件所释放出来的能量是可观的，例如一次中等大小的太阳耀斑所释放出来的能量约相当于地球上十万到百万次火山爆发所释放能量的总和，可见其威力之大，但对于太阳这个巨大的能源来讲，它也不过只占太阳辐射总能量的千分之一左右�？蒲Ъ颐且逊⑾�，与太阳耀斑同时发生的还有X射线爆发、高能粒子爆发和射电辐射爆发等，可见太阳耀斑不仅是光学现象，而且是一个辐射各种电磁波和粒子的三维爆发过程，这就是人们在各类报导中见到的太阳风暴的真正含意。 太阳风暴对地球的影响 大量研究结果表明，太阳活动不仅会直接或间接地影响到发生在地球大气内的各种运动过程，而且会给人类的空间活动及人们的正常生活带来不同程度的影响。 太阳风暴期间，太阳发出的X射线和远紫外线（指波长为0.1～140纳米的电磁波）、射电波（指波长为1毫米～10厘米的电磁波）以及高能粒子流（如质子、α粒子、电子等）等离子体云等都会大大加强，从而会引发相关的地球物理现象发生。 太阳风暴期间所射出的X射线会比平时增加1000倍，X射线的增加会大大增加地球大气中电离层的电子密度，从而使短波无线电通讯受到严重干扰，甚至会导致无线电通讯中断。例如，1989年太阳活动22周峰年期间，一次大的太阳耀斑曾使地球上的短波无线电通讯中断达1小时以上。太阳风暴时产生的高能粒子流会使空间飞行中的一些探测仪器和计算机系统受到严重损害，并会直接威胁到太空飞行人员的生命安全。全球定位卫星GPS9783在太阳活动22周峰年期间共发生了13个位翻转错误。太阳风暴时的高能质子会在地球的近地空间造成通量较大的太阳宇宙线事件，被称为质子事件，同时这些高能质子还会使地球两极上空的上层大气发生扰动，导致短波通讯中断等。太阳风暴时紫外辐射的强烈变化会直接改变地球高层大气的温度和密度，从而会使人造卫星等空间飞行器的轨道发生改变，直接威胁其运行安全。 太阳风暴对地球的另一个重要影响是会导致磁暴的发生。太阳耀斑期间喷射出的等离子体云到达地球附近后与地球磁层作用有时会引起强烈的磁暴发生，使地球磁场受到干扰，从而影响卫星和地面通讯以及供电网络、石油输送管道的正常工作，例如1989年太阳活动22周峰年期间磁暴曾使加拿大魁北克的一座大型水力发电厂受到严重冲击，致使供电系统瘫痪，600多万人在无电的冬天度过了9个小时，电力损失达2000KW，不仅如此，强磁暴同时还烧毁了美国新泽西州的一座核电站的巨型变电器。 科学家们还发现一些气象要素的长期变化与太阳活动的11年和22年周期之间有关等等。中国长江中下游的洪涝灾害也有22年左右的准周期。太阳活动对地震活动存在着一定的调制作用，统计结果表明，往往在太阳活动峰年后3~4年会出现强地震活动。 当然，这些研究结果都是很初步的，太阳活动对地球低层大气及地球本身的影响目前仍处在探索阶段。 摘自上�！段幕惚ā�2001.4.7 |
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