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太阳活动

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,是由太阳大气中的电磁过程引起的,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。
太阳活动是太阳大气中局部区域各种不同活动现象的总称,包括:
太阳黑子是太阳活动的基本标志
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。
太阳活动
太阳风:太阳风形成的带电粒子流造成了地球上的极光
太阳耀斑: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。
对地球电离层的影响
地球大气层在太阳辐射的紫外线、X射线等作用下形成电离层,无线电通讯的无线电波就是靠电离层的反射向远距离传播的。当太阳活动剧烈,特别是耀斑爆发时,在向阳的半球,太阳射来的强X射线、紫外线等,使电离层D层变厚,造成靠D层反射的长波增强,而靠E层、F层反射的短波却在穿过时被D层强烈吸收受到衰减甚至中断,如l970年11月5日长途台曾因此中断2小时;这被称为“电离层突然骚扰”。这些反应几乎与大耀斑的爆发同时出现,因为电磁波的传播速度就是光速,大约8分多钟即可由太阳到达地球表面,所以反应非常快。经过一段肘间以后耀斑产生的带电的高能粒子逐渐到达地球,它们受地球磁场的作用向地磁极两极运动,因而影响极区的电离层,造成高纬度地区的雷达和无线电通讯的骚扰,甚至中断。这被称为“极盖吸收”和“极光带吸收”,它的影响时间较长。  
对地球气候的影响
太阳活动与地球上气候变化的关系也是比较明显的,地球上气候变化与黑子数目变化周期密切相关,可是其具体的作用机制还远远没有搞清楚。世界许多地区降水量的年际变化,与黑子活动的11年周期有一定的相关性。另外,我们只是发现,亚寒带的许多树龄很高的树木,它们的年轮恰恰有着与黑子活动11年周期相对应的、有规律的疏密变化。同时从统计资料中,我们发现凡是黑子活动的高峰年,地球上特异性的反常气候出现的机率就明显地增多;相反,在黑子活动的低峰年,地球上的气候相对就比较平稳。另外地球高层大气的变化也与太阳活动相关。地震、水文、气象等多方面的研究都说明了太阳活动对地球的影响,关于这方面的物理机制还在研究中。
对地球磁场的影响
整个地球是一个大磁场。地球的北极是地磁场的磁南极,地球的南极是地磁场的磁北极。地极和磁极之间有大约11度的夹角,因此地球的周围充满了磁力线,不同的位置有不同的地磁强度。平时地磁受多方面的影响,会有不同程度的扰动,而影响最大的就是磁暴现象。   
太阳大气抛出的带电粒子流,能使地球磁场受到扰动,产生“磁暴”现象,使磁针剧烈颤动,不能正确指示方向。当太阳上黑子和耀斑增多时,发出的强烈射电会扰乱地球上空的电离层,使地面的无线电短波通讯受到影响,甚至会出现短暂的中断。磁暴一般发生在太阳耀斑爆发后20-40小时,它是地磁场的强烈扰动,磁场强度可以变化很大。这时太阳风速往往增加,并且向太阳一面的磁层顶面可由距地心8-11个地球半径被压缩到5-7个地球半径,磁暴的发生对人类活动,特别对与地磁有关的工作都会受到影响。它会使罗盘磁针摇摆,不能正确指示方向,影响到海上航行之船、空中飞行之机、甚至信鸽的飞翔。    
在磁暴发生时,高纬度地区常常伴有极光出现。极光常常出现于纬度靠近地磁极地区25度-30度的上空,离地面100-300千米,它是大气中的彩色发光现象,形状不一。常出现极光的区域称为极光区。由于来自太阳活动区的带电高能粒子流到达地球,并在磁场作用下奔向极区,使极区高层大气分子或原子激发或电离而产生光。当太阳活动剧烈时,极光出现的次数也增大。   
对航天活动的影响
大耀斑出现时射出的高能量质子,对航天活动有极大的破坏性。高能质子达到地球附近肘,特别是容易到达无辐射带保护的极区,会影响极区飞行;如遇卫星则对卫星上的仪器设备有破坏作用;太阳能电地在高能质子的轰击下,性能会严重衰退以至不能工作;如遇在飞船外工作的宇航员将危及生命。   
 

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