太陽(yáng)風(fēng)暴

1、遠(yuǎn)道而來(lái)的太陽(yáng)風(fēng)暴1989年3月，加拿大魁北克省的電力突然全面中斷，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)9個(gè)小時(shí)。令人驚訝的是，這次事件的“罪魁禍?zhǔn)住本故翘?yáng)。事后人們才知道，是一次莽撞的太陽(yáng)風(fēng)暴跟人類(lèi)開(kāi)了個(gè)不小的玩笑。如果以能量計(jì)算，任何一次太陽(yáng)風(fēng)暴都像是掙脫地獄的魔鬼。它從熾熱的太陽(yáng)身上逃逸出來(lái)，挾帶著數(shù)量驚人的X射線(xiàn)、等離子電荷和巨大磁場(chǎng)，穿越了幾百萬(wàn)公里的空間路程，向著人類(lèi)居住的地球撲來(lái)。幸運(yùn)的是，它們大多數(shù)都消失在漫無(wú)目的的旅程中，只有很少一部分能到

2、達(dá)地球，而到達(dá)地球中的一部分，又被厚厚的大氣層擋在地球之外，能夠穿透大氣層并對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生影響的就只是極少數(shù)。但正是這樣的極少數(shù)卻造成了像1989年的魁北克事件這樣的重大事故，給人類(lèi)以災(zāi)難性的影響。這些射線(xiàn)和帶電離子無(wú)情地轟擊地球，就像來(lái)自洪荒遠(yuǎn)古的猛獸恣意蹂躪弱小的動(dòng)物。有關(guān)記錄表明，這些不速之客在人類(lèi)歷史上其實(shí)早就留下不少“劣跡”，只不過(guò)最近才更多地引起人們注意罷了。科學(xué)研究和有力的事實(shí)證明，太陽(yáng)風(fēng)暴的強(qiáng)大輻射不僅威脅到暴露在太空中的宇

3、航員（太陽(yáng)活動(dòng)使宇航員遭受的輻射劑量相當(dāng)于作幾百次X射線(xiàn)胸部透視）和衛(wèi)星，甚至能穿透地球的大氣層，擾亂地球磁場(chǎng)，進(jìn)而影響人類(lèi)的生活。根據(jù)科學(xué)家的觀測(cè)，這種情況往往發(fā)生在太陽(yáng)活動(dòng)最活躍的時(shí)間段。當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)進(jìn)入活躍期，就會(huì)使手機(jī)等無(wú)線(xiàn)電通訊、飛機(jī)和船只的導(dǎo)航以及電力供應(yīng)受到嚴(yán)重的干擾，甚至發(fā)生中斷，人的大腦也將受到各種輻射的損傷。在臭氧層減少的地區(qū)，這種影響的表現(xiàn)尤為明顯。除太陽(yáng)風(fēng)暴之外，三種太陽(yáng)現(xiàn)象：冕洞、太陽(yáng)耀斑（亦稱(chēng)色球爆發(fā)）和日冕噴

4、射，對(duì)太空氣象的影響也至關(guān)重要，對(duì)人類(lèi)的生存也構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。冕洞是日冕表面溫度較低的部分，在X光射線(xiàn)或紫外線(xiàn)下看起來(lái)比周?chē)牡貛б狄恍拖袷且粋€(gè)個(gè)的黑洞。隨著太陽(yáng)自轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的冕洞如同草地上澆水的水龍頭，把太陽(yáng)內(nèi)部爆發(fā)產(chǎn)生的原子流拋向太空，而其中的一部分會(huì)撞擊地球的磁場(chǎng)，使得平時(shí)被地磁場(chǎng)緊緊束縛的帶電粒子四散逃逸，從而引起地球地磁擾亂現(xiàn)象。太陽(yáng)耀斑是色球?qū)又械哪芰勘l(fā)，它挾帶著強(qiáng)大的X射線(xiàn)、紫外線(xiàn)和帶電粒子轟擊著整個(gè)太空。在太陽(yáng)最活

5、躍的時(shí)間段里，它的威力將比相對(duì)平靜的時(shí)期強(qiáng)大1000倍。首先到達(dá)地球的是X射線(xiàn)和紫外線(xiàn)，它們轟擊地球上層大氣，產(chǎn)生電離現(xiàn)象，低能電子包圍著太空中的宇宙飛船和人造衛(wèi)星，而靜電放射很可能損害精密電子儀器。射線(xiàn)襲擊20分鐘后，高能質(zhì)子和強(qiáng)力原子接踵而至，它們的能量比平常的太陽(yáng)風(fēng)要強(qiáng)大幾百萬(wàn)倍?！爱?dāng)它的威力發(fā)揮到極至的瞬間，任何飛行在空中的物體都處于極度危險(xiǎn)中——連超人也不例外?！泵绹?guó)國(guó)家海洋與大氣局太空環(huán)境中心副局長(zhǎng)榮?茨威格說(shuō)。在這三種太陽(yáng)

6、現(xiàn)象中，日冕噴射最能引發(fā)狂暴的太空氣象。通過(guò)設(shè)置在探測(cè)衛(wèi)星上的廣角光譜日冕觀測(cè)儀，我們看到的日冕噴射就像是太陽(yáng)頑皮的嘴里吹出的明亮氣泡，誰(shuí)能想到它的威力是那樣令人顫抖呢？包含著幾百萬(wàn)噸的太陽(yáng)物質(zhì)和一部分太陽(yáng)磁場(chǎng)，狂野地沖向太空。它逃出太陽(yáng)的羈絆幾天后便會(huì)粗野地闖入地球，“所有的地獄出口都將大開(kāi)”，一位研究者不無(wú)夸張地形容它們到來(lái)后的災(zāi)難。巨大的沖擊可能強(qiáng)烈地扭曲地磁場(chǎng)，產(chǎn)生被稱(chēng)為“殺手”的電子湍流，它們的穿透力不但能鉆入衛(wèi)星內(nèi)部造成永久

7、性破壞，甚至可以切斷電壓調(diào)整器和電路傳送，造成地面電力系統(tǒng)的全面崩潰——1989年的魁北克事件已經(jīng)給了我們活生生的例證。根據(jù)一些科學(xué)家的調(diào)查，太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)人類(lèi)的影響范圍不單是我們上面提到的無(wú)線(xiàn)通信、電力系統(tǒng)等，更涉及到地球的氣候、疾病的傳播等等重大問(wèn)題。當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)極大年到來(lái)時(shí)，這一切都將更為引人注目。我們已經(jīng)知道，太陽(yáng)風(fēng)暴是漫游在廣袤太空中的“游俠”，平時(shí)很少光顧地球。但是，在太陽(yáng)活動(dòng)極大年中，太陽(yáng)風(fēng)暴襲擊地球的頻率是平常的幾倍，通常一星

8、期就發(fā)生幾次。盡邊緣的針狀物，它們不斷產(chǎn)生與消失，壽命一般只有10分鐘。色球上經(jīng)常出現(xiàn)一些暗的“飄帶”，被稱(chēng)為暗條。當(dāng)它轉(zhuǎn)到日面邊緣時(shí)，有時(shí)像一只耳朵，有時(shí)好像騰起的火焰，人們俗稱(chēng)它為日珥。日珥的形態(tài)千變?nèi)f化，可分為寧?kù)o日珥、活動(dòng)日珥和爆發(fā)日珥。日珥的平均壽命約為五分鐘。日珥在日面上的投影稱(chēng)為暗條。在色球與日冕之間有時(shí)會(huì)突然發(fā)生劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象，稱(chēng)為耀斑。耀斑常發(fā)生在黑子群附近。耀斑發(fā)生時(shí)，會(huì)釋放巨大的能量，其巨大的能量來(lái)自磁場(chǎng)。下圖為1

9、973年12月一個(gè)巨大的日珥跨越日面588，000千米時(shí)的情景。※太陽(yáng)日冕層色球?qū)又鉃槿彰釋?，它溫度極高，延伸到幾倍甚至幾十倍太陽(yáng)半徑外。日冕物質(zhì)非常稀薄，但溫度非常高，可達(dá)200萬(wàn)攝氏度以上。日冕也只有在日全食時(shí)才可以觀測(cè)到。在太陽(yáng)活動(dòng)的極大年，日冕接近于圓形。在太陽(yáng)活動(dòng)的寧?kù)o年，日冕則呈橢圓形。日冕中有大片不規(guī)則的暗黑區(qū)域，叫做冕洞。冕洞是高速太陽(yáng)風(fēng)的重要源泉，是日冕中氣體密度較低的區(qū)域。冕洞分為三種：極區(qū)冕洞，孤立冕洞，延伸冕洞

10、。日冕表面的高溫使氣體獲得克服太陽(yáng)引力的動(dòng)能，形成不斷發(fā)射的較穩(wěn)定粒子流，稱(chēng)為太陽(yáng)風(fēng)。當(dāng)太陽(yáng)上有強(qiáng)烈爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射時(shí)，太陽(yáng)風(fēng)攜帶著的強(qiáng)大等離子流可能到達(dá)地球極區(qū)。這時(shí)，地球兩極會(huì)出現(xiàn)極光。極光的形態(tài)千變?nèi)f化。發(fā)生在日冕的耀斑叫X射線(xiàn)耀斑，它直接引起地球電離層騷擾，從而影響地球短波通訊?！?yáng)風(fēng)暴：太陽(yáng)打噴嚏太陽(yáng)風(fēng)暴主要由太陽(yáng)表面釋放出的氣體和帶電粒子流引起。這些粒子攜帶的能量驚人，通常會(huì)以每小時(shí)幾百萬(wàn)公里的速度向地球襲來(lái)，其勢(shì)如超高

11、速行進(jìn)的列車(chē)。由于太陽(yáng)風(fēng)暴中的氣團(tuán)主要內(nèi)容是帶電等離子體，并以每小時(shí)150萬(wàn)到300萬(wàn)公里的速度闖入太空，因此，它會(huì)對(duì)地球的空間環(huán)境產(chǎn)生巨大的沖擊。太陽(yáng)風(fēng)暴爆發(fā)時(shí)，將影響通訊、威脅衛(wèi)星、破壞臭氧層?？茖W(xué)家形象地把太陽(yáng)風(fēng)暴比喻為太陽(yáng)打“噴嚏”。太陽(yáng)的活動(dòng)對(duì)地球至關(guān)重要，因而太陽(yáng)一打“噴嚏”，地球就會(huì)患上輕重不同的“感冒”。那么，太陽(yáng)的“噴嚏”會(huì)使地球患上什么樣的“感冒”呢？短波通信受干擾：由于短波通信需借助位于地表70到500公里高度的電

12、離層連續(xù)反射傳播信號(hào)，所以當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)暴產(chǎn)生的X光輻射引起電離層出現(xiàn)地磁紊亂后，通信就會(huì)中斷。航空航天受影響：太陽(yáng)風(fēng)暴會(huì)損壞航天器并影響宇航員及高緯或極區(qū)飛機(jī)上乘客的健康。上個(gè)世紀(jì)70年代的一次太陽(yáng)風(fēng)暴曾導(dǎo)致大氣活動(dòng)加劇，增加了當(dāng)時(shí)屬于蘇聯(lián)的“禮炮”號(hào)空間站的飛行阻力，從而使其脫離了原來(lái)的軌道。而日本環(huán)境觀測(cè)衛(wèi)星“綠色2號(hào)”的太陽(yáng)能電池板發(fā)電能力基本喪失，也可能與光臨地球的太陽(yáng)風(fēng)暴有關(guān)。太陽(yáng)的“噴嚏”雖然可能對(duì)航空、航天、通信、電力等產(chǎn)生影

13、響，但對(duì)人體的影響卻微乎其微。這是因?yàn)樘?yáng)風(fēng)暴爆發(fā)時(shí)面向地球噴射的帶電粒子只是其中的一小部分，而且在穿越日地間上億公里的路程時(shí)，大多消失在漫漫旅程中。即便接近地球了，這些帶電粒子絕大部分也會(huì)被地球磁場(chǎng)和外層大氣攔截住，所以太陽(yáng)風(fēng)暴不會(huì)對(duì)人類(lèi)的生命活動(dòng)造成威脅，人們不必?fù)?dān)心它影響到正常的生活。太陽(yáng)風(fēng)暴讓我們很受傷近來(lái)，太陽(yáng)的“脾氣”著實(shí)不太好，動(dòng)不動(dòng)就“大發(fā)雷霆”，掀起一陣陣太陽(yáng)風(fēng)暴，弄得地球也跟著“擔(dān)驚受怕”，一會(huì)兒通信信號(hào)中斷，一會(huì)兒