摘要
太陽各個部分中發生的一系列物理過程的總稱。
太陽活動
概念
【太陽活動】(solar activity)太陽各個部分中發生的一系列物理過程的總稱。這些過程包括黑子、光斑、譜斑、耀斑、日珥、日冕的擾動以及其它一些太陽物理現象。太陽活動能夠使太陽輻射的短波部分(主要是X射線和紫外射線)和長波部分(主要是波長從1厘米到十幾米的無線電波段)以及微粒輻射部分發生顯著的變化。由于黑子觀測最早,資料完整,通常都用太陽黑子的變化來表示太陽活動的情況。太陽活動是研究太陽物理的主要內容之一,是日地物理學的基礎。
影響
太陽活動有時比較平靜,有時比較劇烈;太陽有自轉,太陽上太陽活動的活動區有時對向地球,有時又背向地球;地球本身有自轉又有公轉,因此太陽活動對地球的影響是很復雜的,周期也是各種各樣的,如日周期、27天周期、年周期、11年周期等等。地球大氣層在太陽輻射的紫外線、X射線等作用下形成電離層,無線電通訊的無線電波就是靠電離層的反射向遠距離傳播的。當太陽活動劇烈,特別是耀斑爆發時,在向陽的半球,太陽射來的強X射線、紫外線等,使電離層D層變厚,造成靠D層反射的長波增強,而靠E層、F層反射的短波卻在穿過時被D層強烈吸收受到衰減甚至中斷,如l970年11月5日長途臺曾因此中斷2小時;這被稱為“電離層突然騷擾”。這些反應幾乎與大耀斑的爆發同時出現,因為電磁波的傳播速度就是光速,大約8分多鐘即可由太陽到達地球表面,所以反應非常快。經過一段肘間以后耀斑產生的帶電的高能粒子逐漸到達地球,它們受地球磁場的作用向地磁極兩極運動,因而影響極區的電離層,造成高緯度地區的雷達和無線電通訊的騷擾,甚至中斷。這被稱為“極蓋吸收”和“極光帶吸收”,它的影響時間較長。
整個地球是一個大磁場。地球的北極是地磁場的磁南極,地球的南極是地磁場的磁北極。地極和磁極之間有大約11度的夾角,因此地球的周圍充滿了磁力線,不同的位置有不同的地磁強度。平時地磁受多方面的影響,會有不同程度的擾動,而影響最大的就是磁暴現象。磁暴一般發生在太陽耀斑爆發后20-40小時,它是地磁場的強烈擾動,磁場強度可以變化很大。這時太陽風速往往增加,并且向太陽一面的磁層頂面可由距地心8-11個地球半徑被壓縮到5-7個地球半徑,磁暴的發生對人類活動,特別對與地磁有關的工作都會受到影響。
大耀斑出現時射出的高能量質子,對航天活動有極大的破壞性。高能質子達到地球附近肘,特別是容易到達無輻射帶保護的極區,會影響極區飛行;如遇衛星則對衛星上的儀器設備有破壞作用;太陽能電地在高能質子的轟擊下,性能會嚴重衰退以至不能工作;如遇在飛船外工作的宇航員將危及生命。
地球兩極地區的夜空,常會看到淡綠色、紅色。粉紅色的光帶或光弧,這叫做極光。極光是帶電粒子流高速沖進那里的電離層,被地球磁場捕獲,同稀薄大氣相碰撞而產生的。
太陽活動與地球上氣候變化的關系也是比較明顯的,據統計,地面降水量的變化,也有11年、22年等的周期,另外地球高層大氣的變化也與太陽活動相關。太陽活動達到高峰時,地球上太平洋熱帶及亞熱帶地區氣溫升高、海水加速蒸發、西太平洋熱帶海域的降雨增多,而與此同時,東太平洋熱帶海域氣溫降低,這一現象類似于拉尼娜現象。在接下來的一兩年中,這一現象又在太陽活動的作用下逐漸演變為一種類似于厄爾尼諾的現象,緩慢移動的洋流帶來溫暖的海水,取代了東太平洋熱帶海域溫度較低的海水。
總的說來,太陽活動對地球的影響主要體現在四個方面:1.擾動地球上空電離層,影響無線電短波通信;2.擾動地球磁場,產生“磁暴”現象;3.作用于兩極高空大氣,產生極光;4.影響地球自然環境,產生自然災害。