太阳活动对地球上一些灾害性事件的影响,是许多科学家长期以来所关心的研究课题。那么,常见的太阳活动有哪些呢?一起来学习下吧。
从银河系的范围来看,太阳是颗极为稳定的恒星。尽管一些恒星表现出强烈的脉冲,大小及亮度会发生大幅度波动,有时甚至会爆炸,但是在11年的太阳活动周期中,我们太阳的亮度只发生了0.1%的变化,这一变化微不足道。然而,研究人员逐渐认识到:即使这些看来很小的变化也会对地球气候产生重大的影响。那么,常见的太阳活动有哪些?太阳活动对地球究竟有怎样影响?今天佰佰安全网就来讲讲相关的天文灾害小知识。
什么是太阳活动?
太阳活动是太阳大气层里一切活动现象的总称。主要有太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和日冕瞬变事件等。由太阳大气中的电磁过程引起。时烈时弱,平均以11、22年为周期。处于活动剧烈期的太阳(称为“扰动太阳”)辐射出大量紫外线、x射线、粒子流和强射电波,因而往往引起地球上极光、磁暴和电离层扰动等现象。
常见的太阳活动有哪些?
光斑:太阳光球边缘出现的明亮组织,向外延伸到色球就是谱斑。光斑一般环绕着黑子,与黑子有密切的关系。
谱斑:太阳光球层上比周围更明亮的斑状组织。
太阳风:太阳风形成的带电粒子流造成了地球上的极光
耀斑:发出的强大的短波辐射,会造成地球电离层的急剧变化。对人类的影响很大。造成短波通讯中断。
日珥:在日全食时,太阳的周围镶着一个红色的环圈,上面跳动着鲜红的火舌,这种火舌状物体就叫做日珥。
影响:太阳活动对于地震、火山爆发、旱灾、水灾、人类心脏和神经系统的疾病,甚至交通事故都有关系。因此也形成了太阳活动预报这门学问。
太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动,是太阳活动中最基本、最明显的现象。它实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡,像是一个浅盘,中间下凹,温度比光球层表面的温度低1000℃到2000℃,所以看起来比较“黑”。
太阳活动具有怎样的影响?
太阳活动对地球会有怎样的影响?
第一,对地球电离层的影响。距离地面80—500千米的大气层内有若干层电离层,这里的空气分子由于受到太阳辐射的高温作用,分子瓦解成带电荷的原子从而被电离,该层大气处于电离状态称为电离层。最常见的被电离的分子是氧气和氮气,被电离成带正电荷的氧原子和氮原子。因为电离层是带电荷的,所以电离层能够反射中波和短波,服务于地面通讯。低空电离层反射短波,高空电离层反射中波,位于电离层之上的卫星则用可以穿越电离层的超短波来传递信息。太阳爆发耀斑时发射的电磁波进入电离层,会引起电离层的扰动。此时经电离层反射的短波无线电信号会被部分或全部吸收,从而导致通讯衰竭或中断。如上文提到的1989年3月发生的几十个强烈耀斑活动,引起短波通讯15次部分中断,24次全部中断。
第二,对地球磁场的影响。当太阳活动增强时,太阳大气抛出的带电粒子流,能使地球磁场受到扰动。当太阳风突然增强从而太阳风磁场也突然增强,太阳风磁场对地球磁场的挤压也就突然增强,使地球磁场受挤压变形不定,产生“磁暴”现象。磁针剧烈颤动,不能正确指示方向。
第三,产生极光现象。太阳大气抛出的高速带电粒子流,冲进地磁南、北极附近高纬度地区的高空大气层,被地球磁场捕获,同稀薄大气相撞,产生光带或光弧,称为极光。这个在物理学里有一个专业名词叫做大气静电释放。在夜空中,极光呈淡绿、粉红和红色等,是极地地区非常美丽的夜景。极光只发生在靠近南北两级的高纬地区。
第四,对地球气候的影响。很多资料上把这个影响罗列到了太阳活动对地球四大影响的第一位,但这个只是人们对水文现象的观测结合太阳活动推测出来的影响,认为两者必然存在着相关联系,但没有有力的科学证明来证实这一推论,所以将这一影响放在最后一个向大家介绍。太阳活动与地球上气候变化之间的因果关系,目前虽未查明,但从统计材料分析,二者肯定是有联系的。例如,世界许多地区降水量的年际变化,与黑子的11年周期有一定的相关性。有的地区在黑子增多时降水多,有的地区在黑子少时降水多等等。
太阳活动对人类究竟有何影响?
太阳活动存在着一定的周期。据科学家分析,太阳活动周期一般为11年,也有22年和80—90年的。太阳在其活动周期的不同阶段,对人类活动的影响各不相同。
太阳活动强时,地球上龙卷风、台风等灾害性天气频繁出现,并在世界不同地区出现异常洪涝和干旱灾害。如1980年太阳活动异常强烈,长江流域出现了异常洪水,江汉平原出现了历史上少有的凉夏。太阳活动微弱时,地球上也会出现相应的大气物理变化。据史料记载,18世纪初期太阳表面相当平静,我国就出现了异常寒冷天气,太湖、洞庭湖、汉水及淮河等江河湖泊,多次出现结冰现象。
太阳活动对地面磁场和无线电通讯有较明显的影响。由于太阳爆发释放出大量高能带电离子流,扰乱了地球高层的电离层,可对短波通讯和地面磁场产生很大干扰,有时甚至使无线电通讯中断。如1956年2月23日,太阳发生了一次耀斑爆发,我国很多地区收听不到中央人民广播电台的短波广播,时间长达半个多小时。又如1979年9月17日,太阳耀斑爆发延续时间达4个多小时,地面短波通讯就中断了30多分钟。太阳爆发还扰乱地球磁场,可影响海、空定向航行和地下磁性探矿。
太阳活动与农业生产的关系也很密切。英国科学家分析了1949—1973年间世界小麦产量与太阳活动的关系,发现主要丰产年都在太阳活动盛期。分析我国、苏联和加拿大等几个农业大国的情况,也得出类似的结果。而历史上的大饥荒年,绝大多数都出现在太阳表面比较平静的时候。由于太阳活动对世界粮食产量影响明显,科学家便对此进行了进一步的探索。研究结论是:太阳活动影响世界粮食的平均幅度为10%,最高达50%,而目前世界粮食储备最高也只有20%左右。这一储备量,经不住太阳活动的冲击,因此,如果不注意发展粮食生产,人类将随时面临着发生粮荒的问题。
太阳活动异常还对人类健康产生不良影响。据统计,太阳耀斑爆发时,心肌梗塞等疾病的发病率和死亡率明显高于正常情况。我国医疗气象工作者研究指出:导致流感流行的病毒抗原变异与太阳黑子活动的高峰期密切相关。国外还报道太阳黑子活动的高峰与心肌梗塞的发生呈正相关。此外,太阳耀斑爆发还会损坏人造卫星、宇宙飞船等飞行器,并危及宇航员生命安全,所以,宇航工作者对太阳活动十分关注。
历史上由太阳活动引发灾难事件
一、2003年10月23日到11月5日,太阳风暴连续多次袭击地球,发出的强烈射电严重 骚扰了电离层。亚、欧、美洲的许多国家的短波通信受到干扰,通信设施受损。日 本一颗通信卫星信号中断,一颗环境监测卫星已经无法恢复使用。
二、 耀斑经常引起“磁暴”(magnetic storm),使磁针剧烈颤动,不能指示方向,从
而影响野外作业。同时对军事战斗、飞机和船舶定位、高纬度地区的高压供电系统 带来影响。1989年3月,一个强磁暴使加拿大魁北克的一个巨大电力系统损坏,6百 万居民停电达9小时。
太阳活动的应用
从太阳活动对地球的影响可以看出,对太阳活动的预报有很大的必要。现在包括中国在内的许多国家,都已开展这方面的工作。通过预报可使有关部门,如:通信部门、航天部门等,及时采取措施减少太阳活动对这些部门工作的影响,也为准确地进行天气、气候、水文、地震等预报提供资料。
以上就是佰佰安全网介绍的有关太阳活动的科普常识,由此我们可以看出太阳活动对地球以及人类都有一定的影响,因此研究太阳活动的课题变得越来越有意义。
( 作者: 朱文鹏 )