太阳风暴对地球的影响 地球自转的基本特征

鉴于同学们在课堂上时对太阳风暴很感兴趣,但课堂时间有限,又没有足够的时间给大家讲,所以将太阳风暴对地球的影响贴在这里,有兴趣的同学可以来看看。

中文名称:太阳风英文名称:solarwind定义1:太阳向太阳系连续地以很高的速度和不稳定的强度释放的电离气体流。当该气体流在地球附近通过时,它将与地球磁场发生作用并在高层大气中产生各种效应。定义2:日冕因高温膨胀,不断抛射到行星际空间等离子体流。

太阳会在太阳黑子活动的高峰时产生太阳风暴,它是由美国“水手2号”探测器于 1962年发现的,它是因为太阳能量的增加而使得自身活动加强,从而向广袤的空间释放出大量带电粒子所形成的高速粒子流,科学家把这一现象比喻为太阳打“喷嚏”。由于太阳风中的气团主要内容是带电等离子体,并以每小时150 万到 300万公里的速度闯入太空,因此它会对地球的空间环境产生巨大的冲击。太阳风暴爆发时,将影响通讯、威胁卫星、破坏臭氧层,对人体的健康也会造成一定影响。

  1850年,一位名叫卡林顿的英国天文学家在观察太阳黑子时,发现在太阳表面上出现了一道小小的闪光,它持续了约5分钟。卡林顿认为自己碰巧看到一颗大陨石落在太阳上。

  到了20世纪20年代,由于有了更精致的研究太阳的仪器。人们发现这种“太阳光”是普通的事情,它的出现往往与太阳黑子有关。例如,1899年,美国天文学家霍尔发明了一种“太阳摄谱仪”,能够用来观察太阳发出的某一种波长的光。这样,人们就能够靠太阳大气中发光的氢、钙元素等的光,拍摄到太阳的照片。结果查明,太阳的闪光和什么陨石毫不相干,那不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。

  小型的闪光是十分普通的事情,在太阳黑子密集的部位,一天能观察到一百次之多,特别是当黑子在“生长”的过程中更是如此。像卡林顿所看到的那种巨大的闪光是很罕见的,一年只发生很少几次。

  有时候,闪光正好发生在太阳表面的中心,这样,它爆发的方向正冲着地球。在这样的爆发过后,地球上会一再出现奇怪的事情。一连几天,极光都会很强烈,有时甚至在温带地区都能看到。罗盘的指针也会不安分起来,发狂似地摆动,因此这种效应有时被称为“磁暴”。随着科技的进步,极光的奥秘也越来越为我们所知,原来,这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为"太阳风"。太阳风是太阳喷射出的带电粒子,是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。

  在本世纪之前,这类情况对人类并没有发生什么影响。但是,到了20世纪,人们发现,磁暴会影响无线电接收,各种电子设备也会受到影响。由于人类越来越依赖于这些设备,磁暴也就变得越来越事关重大了。比如说,在磁暴期内,无线电和电视传播会中断,雷达也不能工作。  

  太阳风暴随太阳黑子活动周期每11年发生一次。从去年起,进入太阳黑子的高峰年,太阳黑子进入活跃期,并将持续到今年夏季。

  据悉,70年代的一次太阳风暴导致大气活动加剧,增加了当时属于苏联的“礼炮”号空间站的飞行阻力,从而使其脱离了原来的轨道。1989年,太阳风暴曾使加拿大魁北克省和美国新泽西州的供电系统受到破坏,造成的损失超过10亿美元。由太阳黑子活动引起的太阳风暴对商业卫星也是重大的考验。

  目前,各国科学家正在积极研究太阳风暴,但是对太阳剧烈活动、太阳黑子爆发、太阳风暴对地球的具体影响以及如何预防,还需进行不懈的研究。

  天文学家更加仔细地研究了太阳的闪光,发现在这些爆发中显然有炽热的氢被抛得远远的,其中有一些会克服太阳的巨大引力射入空间。氢的原子核就是质子,因此太阳的周围有一层质子云(还有少量复杂原子核)。1958年,美国物理学家帕克把这种向外涌的质子云叫做“太阳风”。

  向地球方向涌来的质子在抵达地球时,大部分会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层,从而引起极光和各种电现象。向地球方向射来的强大质子云的一次特大爆发,会产生可以称为“太阳风暴”的现象,这时,磁暴效应就会出现。

  使彗星产生尾巴的也正是太阳风。彗星在靠近太阳时,星体周围的尘埃和气体会被太阳风吹到后面去。这一效应也在人造卫星上得到了证实。像“回声一号”那样又大又轻的卫星,就会被太阳风显著吹离事先计算好的轨道。

  最新报道,美国宇航局在观测宇宙气象时,发现2013年太阳再次会苏醒,爆发太阳风暴。如果这一切成真,给人类带来的经济损失,预计将是卡特里娜飓风的20倍(2005年卡特里娜飓风重创美国新奥尔良州,造成1250亿美元损失。

  太阳风的密度与地球上的风的密度相比,是非常非常稀薄而微不足道的,一般情况下,在地球附近的行星际空间中,每立方厘米有几个到几十个粒子。而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。太阳风虽然十分稀薄,但它刮起来的猛烈劲,却远远胜过地球上的风。在地球上,12级台风的风速是每秒32.5米以上,而太阳风的风速,在地球附近却经常保持在每秒350~450千米,是地球风速的上万倍,最猛烈时可达每秒800千米以上。太阳风从太阳大气最外层的日冕,向空间持续抛射出来的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞中喷射出来的,其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种:一种持续不断地辐射出来,速度较小,粒子含量也较少,被称为“持续太阳风”;另一种是在太阳活动时辐射出来,速度较大,粒子含量也较多,这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球的影响很大,当它抵达地球时,往往引起很大的磁暴与强烈的极光,同时也产生电离层骚扰。太阳风的存在,给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。

  太阳风使彗星形成长长的向着反太阳方向延伸的彗尾。当人们欣赏美丽的彗尾的时候就可以想象太阳风的存在。在地球高纬区看到的多彩的极光现象,也是进入地球磁场的太阳风粒子经加速后在地球大气中沉降产生的。空间飞船的直接观测表明太阳风主要由质子和电子组成,但有少量氦核及微量重离子成分。据推测,在约100个天文单位(天文单位=日地平均距离=1.5×108公里)以外,太阳风将与起源于银河系的星际气体交界,太阳风的占据的空间范围称为“日球层”。研究太阳风的物理过程及其规律已成为空间物理学中一个新的学科分支-日球层物理学。


太阳风暴对地球的影响 地球自转的基本特征

太阳风虽然猛烈,却不会吹袭到地球上来。这是因为地球有着自己的保护伞——地球磁场。

  地磁场把太阳风阻挡在地球之外。然而百密一疏,仍然会有少数漏网分子闯进来,尽管它们仅是一小撮;但还是会给地球带来一系列破坏。它会干扰地球的磁场,使地球磁场的强度发生明显的变动;它还会影响地球的高层大气,破坏地球电离层的结构,使其丧失反射无线电波的能力,造成我们的无线电通信中断;它还会影响大气臭氧层的化学变化,并逐层往下传递,直到地球表面,使地球的气候发生反常的变化,甚至还会进一步影响到地壳,引起火山爆发和地震。例如,1959年7月15日,人们观测到太阳突然喷发出一股巨大的火焰(它就是太阳风的风源)。几天后,7月21日,也就是这股猛烈的太阳风吹袭到地球近空时,竟使地球的自转速度突然减慢了0.85毫秒,而这一天全球也发生多起地震;与此同时,地磁场也发生被称为“磁暴”的激烈扰动,环球通信突然中断,使一些靠指南针和无线电导航的飞机、船只一下子变成了“瞎子”和“聋子”……。

太阳风对地球的影响,只是乘虚而入的漏网分子所为。由此可见,在无所阻拦的星际空间,太阳风的威力有多大了。

  在太阳风和外面的星际物质交汇的地方,会产生冲击波。1977年发射的“旅行者一号”探测器据说在2003年的时候碰上了这种冲击波。那个冲击波距离太阳大约128亿千米~180亿千米。

太阳风对人类的影响:

  1.当太阳风掠过地球时,会使电磁场发生变化,引起地磁暴、电离层暴,并影响通讯,特别是短波通讯。

  2.对地面的电力网、管道和其它大型结构发送强大元(原?)电荷,影响输电、输油、输气管线系统的安全。

  3.对运行的卫星也会产生影响。

  4.一次太阳风的辐射量对一个人来说很容易达到多次的X线检查量。它还会引起人体免疫力的下降,很容易引起病变,也会使人情绪易波动,甚至车祸增多。

  5.会使气温增高。

  6.在南北极形成极光。

2012年90秒太阳风暴来袭

据英国《新科学家杂志》报道,近期,美国科学家发布了一份特殊报告,报告中预测了2012年9月22日将出现太阳风暴,分析称这可能引起一次地球灾难,90秒之后美国一些地区将陷入灾难危机。很可能美国会沦落为发展中国家,经济损失达数万亿美元,恢复可能需要4-10年时间,其破坏力远远超过“卡特里娜”飓风。特殊报告称,2012年9月22日将出现90秒太阳风暴危机。

2012年9月22日午夜时分,纽约曼哈顿上空将出现闪烁的彩色光芒,纽约市民很少会看到如此短暂而独特的类极光现象,这只有在南极才会看到。在短短几秒内,居民家中的灯泡开始变得昏暗并闪烁着,接着又变得不同寻常的明亮。之后灯泡就完全熄灭了。在90秒之内,美国东部一半的地区将陷入停电危机之中。

一年之后,数百万的美国人将陆续死亡,国家的基础性设施将濒于崩溃。世界银行将宣布美国变成发展中国家,欧洲斯斯堪的纳维亚半岛(瑞典、挪威、丹麦、冰岛的泛称)、中国和日本也将出现同样的灾难,这场灾难源于一次猛烈的太阳风暴——来自距离地球1.5亿公里之遥的太阳表面。

以上内容听起来会让人感到有些荒谬,许多人都会相信地球上不会出现如此悲惨的灾难。但是这并非是危言耸听,今年1月份,由美国宇航局提供研究资金,美国国家科学院发布的一份特别报告中很严肃地提出了“未来太阳风暴危机”。报告中指出,在过去几十年里,西方文化在迅速发展的同时也埋下了毁灭的种子,现代的生活方式以及所依赖的科学技术在悄然地把人类推向特殊危险的境地——来自太阳表面喷射的等离子球将摧毁我们的电网,并造成致命的后果。

美国科罗拉多州立大学的太空气候专家丹尼尔-贝克(DanielBaker)负责起草这项研究报告,他说:“我们正在与可能出现灾难的边缘越来越近。”太阳表面释放着大量的等离子体——高能量粒子,它们从太阳表面逃逸以太阳风的形式在太空中穿梭。有时太阳风会携带着数十亿吨的等离子球,如果大量的等离子球进入地球磁场,将酿成毁灭性的灾难。

  

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