極光

核心提示

太陽與地球關(guān)系密切，太陽活動的強弱對地球的氣候變化、磁場、電離層、生物活動乃至人類的健康，都有重要影響。所以我們必須深入研究太陽活動對地球的影響，這項研究稱為日地關(guān)系。

美國宇航局曾提出警告，太陽活動將在2013年再一次達到新的高峰，地球可能遭遇強烈的太陽風(fēng)暴。

太陽活動有周期2013年將達新高峰

太陽是一顆相當(dāng)穩(wěn)定的恒星，它的質(zhì)量、半徑、光度、溫度等特征量基本保持不變，這種穩(wěn)定還將維持50億年。太陽活動是指太陽表面某些局部區(qū)域所發(fā)生的規(guī)模不同的變化，而且具有明顯的周期性。

太陽黑子是最先觀測到的日面現(xiàn)象之一，是研究太陽活動的基本標(biāo)志。我們現(xiàn)在講太陽活動的強和弱，首先就是看日面上黑子的多少。黑子有大小，直徑一般在3600公里到5萬公里之間。黑子是會消失的，其壽命在一個星期到幾個月之間。而黑子之所以顯得比較黑，是因為它的溫度相對于周圍溫度比較低。其實它本身也并不暗，一個大黑子的亮度不亞于10個滿月的亮度。太陽耀斑是太陽活動中最劇烈的一種現(xiàn)象。耀斑爆發(fā)時，會在幾十秒到幾百秒內(nèi)釋放出非常巨大的能量，不但增強了輻射，還向外拋射高能粒子。耀斑爆發(fā)跟黑子有關(guān)系。大多數(shù)耀斑出現(xiàn)在黑子群的上空，在太陽活動峰年的時候耀斑活動比較頻繁，數(shù)目增多，強度也高。

太陽活動周期，就是由黑子數(shù)的變化周期反映的。每一個活動周期開始的時候都是黑子數(shù)最少的時候，這時太陽活動最弱。大約五六年后黑子數(shù)變得最多，這時太陽活動最強。再過五六年又變少了，活動周期大體上是11年。研究者以1755年開始的一個太陽活動周期作為第1周。最近，大致上在2005年到2006年之間，開始了第24周，在2013年將達到太陽活動的一個新高峰。

日地關(guān)系密切 需要深入研究

太陽與地球關(guān)系密切，太陽活動的強弱對地球的氣候變化、磁場、電離層、生物活動乃至人類的健康，都有重要影響。所以我們必須深入研究太陽活動對地球的影響，這項研究稱為日地關(guān)系。

地球上有一個磁場。地磁場的強度和方向會隨太陽活動而改變。地磁場劇烈的反常變化稱為磁暴。地磁場變化在導(dǎo)電的大地上產(chǎn)生感生電流，這是太陽活動對地球的深度影響，這種電流會對地面許多電力設(shè)施產(chǎn)生破壞性的影響。1991年4月29日，強磁暴使美國緬因州的核電廠受到災(zāi)難性破壞。這種感生電流還會影響輸油管，腐蝕輸油管的金屬，使之漏油。

地磁場對地球生物也有保護作用，來自宇宙空間的高能帶電粒子向地球打來，不能穿透磁場。它們只能沿著磁感線飛到南北兩極，到達南極或北極的上空，這些帶電粒子與地球上空的大氣粒子發(fā)生碰撞，發(fā)出五顏六色的光芒，形成極光。太陽黑子多時，太陽打向地球的帶電粒子也多，這時候極光也明顯增多并增亮。但過強的粒子流會影響衛(wèi)星和高空飛機的正常運行。

太陽活動強烈時，紫外線和X射線的輻射增強，造成地球上空大氣中的電離層擾動。短波無線電通信是靠電離層反射而傳播的，若太陽活動增強，電離層受到強烈擾動，短波無線電通信往往就會中斷。在第23周太陽活動高峰期間，太陽有一次強烈的X射線爆發(fā)。我國大部分地區(qū)短波無線電信號受到干擾，持續(xù)半個小時左右。

太陽活動與氣候變化的關(guān)系是顯然的。我國科學(xué)家在澇、旱、寒、暖的年份都做過統(tǒng)計，有明確記錄表明氣候反?，F(xiàn)象多數(shù)發(fā)生在太陽黑子極大、極小的年份。2013年將達到太陽活動第24周的高峰，氣候反?，F(xiàn)象可能也會增多。

太陽活動對生命活動的影響也顯而易見。人的神經(jīng)系統(tǒng)對太陽活動很敏感，當(dāng)活動增強時神經(jīng)對信號的反應(yīng)變得遲鈍，出錯率增加。太陽活動和地磁變化還會影響人的心血管系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)。太陽黑子輻射增強時，紫外線也強，會灼傷皮膚甚至引起皮膚癌。

中國社會科學(xué)報 蕭耐園（作者單位：南京大學(xué)天文與空間科學(xué)學(xué)院）

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