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太阳黑子会对地球有多大的影响?

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2005-12-27

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     用一块黑色玻璃对着太阳看,可以看到光辉璀璨的太阳表面有时会出现一些黑色的斑点,这就是太阳黑子。在风沙蔽日、阳关减弱的日子里,我们用肉眼就能看见太阳黑子。 在太阳的表面上,黑子有时确实只是个小小的黑点。
  可别小看这个小黑点,它的直径至少也有成百上千千米呢!那么,究竟什么是太阳黑子?简单来说,太阳黑子其实是太阳表面上刮起来的风暴,是一个个巨大的、成旋涡状的炽热气流。  黑子并不黑。
  它的温度在4500°C左右,比沸腾的钢水还要热得多。但它比周围6000°C的高温低了大约1500°C。所以在明亮背景的衬托下,温度低的黑子就显得很黑了。 太阳黑子是怎样形成的呢?我们知道,太阳表面温度为6000°C,中心温度高达15000000°C以上。
    太阳表面密度很小,只有水的100亿份之一。而它的中心密度却很大,为水的110倍。这种内外巨大的温度和密度差异,引起了太阳物质的大规模运动。黑子就是太阳物质运动的一种表现。
  经过长期观测发现,太阳上的黑子数目,有些年份较多,有些年份较少。黑子数目的变化具有周期性,大约每隔11年出现一次高峰。  太阳黑子出现的多少,反映了太阳物质活动的强弱。 太阳物质活动的变化,会对地球环境和地球上的生物产生不可避免的影响。
  太阳黑子的大爆发会干扰地球磁场,给航天、通信、导航定位、电网以及现代军事活动带来严重危害和巨大损失。,黑子大爆发还会使大气层上方出现的臭氧量激增。增加的臭氧要吸收比正常量更多的太阳热量,使气温、气压和大气环流发生变化,形成恶劣的天气。
    有科学家说,太阳黑子的“顽皮行为”很可能是导致“厄尔尼诺”等全球性气候反常现象的原因。 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,最明显的活动现象。
  一般认为,太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡,温度大约为4500摄氏度。  因为比太阳的光球层表面温度要低,所以看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子很少单独活动。
  常常成群出现。活动周期大约为十一年。届时会对地球的磁场和各类电子产品和电器产生损害。 黑子的特性 一个发展完全的黑子由较暗的核和周围较亮的部分构成,中间凹陷大约500千米。黑子经常成对或成群出现,其中由两个主要的黑子组成的居多。
    位于西面的叫做“前导黑子”,位于东面的叫做“后随黑子”。一个小黑子大约有1000千米,而一个大黑子则可达20万千米。 太阳黑子的形成与太阳磁场有密切的关系。但是他到底是如何形成的,天文学家对这个问题还没有找到确切的答案。
      黑子越多可能说明太阳越老(近年发现红矮星上黑子占据表面的一半,详见中国<天文爱好者>2005年第三期),可能也是所有恒星寿命的一般特征,黑子可能是太阳的核废料(如人类核反应堆的核废料),约11年出现一次可能是黑子在太阳里面和表面的上下翻动一次造成的(如元宵在锅里被煮得上下翻动),黑子温度较低应该也是废料的一个证明(如煤炉中的炭灰在一般情况下不能再产生高温),黑子附近的周边应该比太阳正常的地方温度高一些(此消彼长的原因),黑子向低纬度运动是因为太阳密度小和自转的原因,就像地球上的大陆版块向低纬度运动一样,有黑子的地方存在凹陷500千米可能是温度低而不再膨胀的原因,另外,不是磁场影响了黑子而是黑子影响了磁场,这一点特别重要。
     观测历史 世界上最早的太阳黑子的记录是中国公元前140年前后成书的《淮南子》中记载的。《汉书·五行志》中对前28年出现的黑子记载则更为详尽。 1840年代德国的一位业余天文学家发现了太阳黑子10-11年的周期变化规律。
  通过长期的观测,人们还发现太阳黑子在日面上的活动随时间变化的纬度分布也有规律性。  一开始,几乎所有的黑子都分布在±30°的纬度内,太阳活动剧烈时,它往往出现在±15°处 ,并逐步向低纬度区移动 ,在±8°处消失。
  在上一个周期的黑子还没有完全消失时,下一个周期的黑子又出现在±30°纬度附近。如果以黑子的纬度为纵坐标,以时间为横坐标,绘出的黑子分布图很像蝴蝶,因而称作蝴蝶图。  许多专家对蝴蝶图的含义进行了研究,但是直到现在还没有确定的结论。
   [编辑] 太阳黑子的周期性 天文学家对黑子活动从1755年开始标号统计,规定太阳黑子的平均活动周期为11。2年。黑子最少的年份为一个周期的开始年,称作“太阳活动极小年”,黑子最多的年份则称做“太阳黑子活动极大年”。
     取自" " 其实不是太阳黑子本身影响地球气候,而是导致出现太阳黑子的日球表面物理活动影响到地球的气候。在太阳黑子活动期,太阳表面温度会发生变化,有的时候是辐射热能降低,有的时候是高能量粒子流狂吹地球。
  要知道地球是一个很精密的体系,它的能量供应主要由太阳的能量决定,即使太阳对地球的辐射能量变化百分之一甚至千分之一,都会对地球的气候,产生巨大的影响啊。   。

2005-12-27

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    一、对中,短波无线电的影响 在离地面六十公里以上的高空,那里空气非常稀薄。由於太阳微粒的照射和流星体的撞击,气体的分子和原子部分电离,形成大气层中特殊的一层------电离层。
  电离层有一个特性,它可以反射和散射无线电短波。一个电台通过天线向四面八方发出无线电波,这些电波一部分沿著地面传播叫地波,另一部分向天空发去叫天波。  地波在传播过程中受到地面物的吸收,能量逐渐剪弱,波长越短,这种衰减越快,所以地波传播的距离不远。
  正好电离层有反射无线电短波的特性,天波在电离层和地面之间进行多次反射,能将无线电短波传向方,实现了远距离通。但是波长过短则会穿透电离层,射向宇宙空间,不再反射到面。电离层所能反射的最高频率叫临界频率。
    所以每当太阳上黑子增多和有耀斑,日珥等现象时,太阳的微粒突然增大,电离层的结构发生变化,称为电离层爆炸或电离层骚扰。所以, 在太阳黑子极大期几年,电离层会因太阳带来的紫外线和X射线增强在几秒中内自由电子数急速增加至10 的9次方/每立方公尺,而被严重扰乱。
  在这种情况下临界频率也随之迅速变化,造成通讯混乱, 引起中,短,超短波传送路径严重衰减(fedeout)而断讯,如地面的业余无线电,高频通讯及卫星通讯, 严重时,地球白天通讯大范围断讯,甚至卫星被太阳高能量电离子的脉冲所破坏,此为太阳电离风暴(Ionospheric storm)。
     中,长波是靠地波传播的,所以电离层骚扰对它们的影响不大。 二、黑子对地球上气候的影响 是否会影响我们地表的天气变化,这也是一个令人感到好奇的话题。有人由统计上的结果提出一项说法,认为地球上的天气变化会受到「太阳黑子」出现量的影响,而有十一年的周期变化。
    但是不少气象学家却认为太阳黑子的出现对日照量的影响微乎其微,因此不应该影响到地球上的天气变化。至於统计上的结果,应该只是一种巧合。可是太空物理学家对於这项统计结果,却有不同的看法。
  事实上太阳黑子数目多时,「白斑」的数量也相对增加,因此总日照量反而随著「太阳黑子」数目的增加而增高。  但是问题的症结,不是在「日照量」,而是在「成云量」。由於「太阳黑子」数目增加会导致太阳表面磁场扰动量的增大,许多「日冕物质喷发」,在日磁层中造成大量的「磁云」,磁云中旋转的磁力线可阻挡外太空超新星爆炸所产生的「宇宙射线」进入地球所在之日磁层内部。
  反之,随著「太阳黑子」数目减少,太阳表面磁场扰动量以及日磁层中的磁云量也随之减少。  於是来自外太空宇宙射线便得以长驱直入,进入我们的磁层,电离层,以及中性大气中。这些带电的宇宙射线是一种相当好的「凝结核」,因此云很容易就形成了。
  云除了造成降雨和雪外,同时也反射阳光,使得地面气温下降,因此「太阳黑子」数目最少的那几年,地球上平均温度会下降,发生水灾和大风雪的机会也同时增加。  这个结果也说明了太空物理学家对太阳黑子,日冕物质喷发, 以及日磁层中磁云的研究有助於人类对影响地球气候因子的认识。
   黑子的寿命 太阳黑子是太阳表面较冷,看来较黑的部份,它中间较暗的部份称为本影区(umbra),周围较淡黑部份称为半影区(penumbra)。  平均而言太阳黑子的大小约为地球直径的二倍,平均寿命可持续长达一星期左右。
  通常黑子习惯成群的出现,大的黑子群可能包含100个以上的单独小黑子,有时长达二个月才消失。西元1610年,伽利略藉由太阳黑子的观察,发现太阳的自转周期约为27日。在最多太阳黑子的时候,太阳温度会上升,而太阳的火焰和磁场亦会十分活跃,直接影响地球的天气及通讯系统,亦可能损害地球上空的人造卫星。
    太阳黑子活跃时,太阳辐射增强的部分都属於极短的坡段,如紫外线,X极射线,因此所增加的能量不多。这些辐射进入大气时,立即为高层大气(大约一百公里高)的气体吸收,实际到达地面的辐射量不大,因此对地表气候影响甚小。
  即使,高层大气结构有了变化,目前也无任何理论可以解释高层大气温度的变化会影响到地表附近的气候。  太阳辐射如果减少百分之一,地表平均温度减少1~2度。总其言,太阳黑子与地球气候,游离层的电磁波息息相关,在21世纪后将会发现更多足以证明太阳黑子与地球气候的关系。
   。

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