黑子 耀斑和 太陽風 對地球的影響

【專家解說】：耀斑及黑子對地球的電離層、磁場和極區(qū)有顯著的地球物理效應。 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(fā)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(fā)同時出現(xiàn)，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?？?。經(jīng)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(qū)的電離層，造成高緯度地區(qū)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(xiàn)象。磁暴一般發(fā)生在太陽耀斑爆發(fā)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(fā)生對人類活動，特別對與地磁有關的工作都會受到影響。 在磁暴發(fā)生時，高緯度地區(qū)常常伴有極光出現(xiàn)。極光常常出現(xiàn)于緯度靠近地磁極地區(qū)25度－30度的上空，離地面100－300千米，它是大氣中的彩色發(fā)光現(xiàn)象，形狀不一（見課本前彩圖）。常出現(xiàn)極光的區(qū)域稱為極光區(qū)。由于來自太陽活動區(qū)的帶電高能粒子流到達地球，并在磁場作用下奔向極區(qū)，使極區(qū)高層大氣分子或原子激發(fā)或電離而產生光。當太陽活動劇烈時，極光出現(xiàn)的次數(shù)也增大。 太陽活動與地球上氣候變化的關系也是比較明顯的，據(jù)統(tǒng)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。地震、水文、氣象等多方面的研究都說明了太陽活動對地球的影響，關于這方面的物理機制還在研究中。 大耀斑出現(xiàn)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(qū)，會影響極區(qū)飛行；如遇衛(wèi)星則對衛(wèi)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。。