太阳风暴

拼音：tài yáng fēng bào

 太阳风暴是剧烈太阳活动及其在日地空间引起的强烈物理效应的通俗说法。太阳上出现结构复杂的黑子是发生太阳风暴的征兆。耀斑、日珥爆发和日冕物质抛射三种活动现象往往在强太阳风暴中全部出现，而在弱太阳风暴中则不一定。科学家预计2010年将会出现超级太阳风暴。

 简介

太阳风暴

太阳风暴是太阳因能量增加向空间释放出的大量带电粒子流形成的高速粒子流。由于太阳风暴中的气团主要内容是带电等离子体，并以每小时150万到300万千米的速度闯入太空，太阳风暴随太阳黑子活动周期每11年发生一次。它是一种太阳自身的周期性变化。科学家形象地把太阳风暴比喻为太阳打“喷嚏”。每个周期内都会有峰年,这时太阳表面会产生大耀斑和巨大的黑子群，而黑子群释放的气体和带电粒子与地球磁场发生撞击后会产生地磁冲击波，而后引发地球磁暴,这就是太阳风暴的形成过程。太阳风暴是太阳磁场变化到一定程度导致能量爆发的产物。太阳上不同区域的磁场互相影响，到达一个“极限点”之后如果遇上电流，就会在瞬间生成新的磁场，太阳大气中大量带电粒子向外喷发。

形成原因

太阳风暴

为了能够清楚的表述太阳风是怎样形成的，需要先了解太阳大气的分层情况。

一般情况下，我们把太阳大气分为六层，由内往外依次命名为：日核，辐射区，对流层，光球，色球，日冕。日核的半径占太阳半径的四分之一左右，它集中了太阳质量的大部分，并且是太阳百分之九十九以上的能量的发生地。光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面，太阳的可见光全部是由光球面发出的。

而日冕位于太阳的最外层，属于太阳的外层大气。太阳风就是在这里形成并发射出去的。

用X射线或远紫外线拍下的日冕照片上可以观察到在日冕中存在着大片的长条形的或是不规则行的暗黑区域，通过人造卫星和宇宙空间探测器拍摄的照片，我们可以发现在日冕上长期存在着这些长条形的大尺度的黑暗区域，这里的X射线强度比其他区域要低得多，从表观上看就像日冕上的一些洞，我们形象的称之为冕洞。

冕洞是太阳磁场的开放区域，这里的磁力线向宇宙空间扩散，大量的等离子体顺着磁力线跑出去，形成高速运动的粒子流。粒子流在冕洞底部速度为每秒16km左右，当到达地球轨道附近时，速度可达每秒300~400km以上。这种高速运动的等离子体流也就是我们所说的太阳风。

太阳风从冕洞喷发而出后，夹带着被裹挟在其中的太阳磁场向四周迅速吹散。现在我们肯定，太阳风至少可以吹遍整个太阳系。

当太阳风到达地球附近时，与地球的偶极磁场发生作用，并把地球磁场的磁力线吹得向后弯曲。但是地磁场的磁压阻滞了等离子体流的运动，使得太阳风不能侵入地球大气而绕过地磁场继续向前运动。于是形成一个空腔，地磁场就被包含在这个空腔里。此时的地磁场外形就像一个一头大一头小的蛋状物。

但是，当太阳出现突发性的剧烈活动时，情况会有所变化。此时太阳风中的高能离子会增多，这些高能离子能够沿着磁力线侵入地球的极区;并在地球两极的上层大气中放电，产生绚丽壮观的极光。

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。

特点

太阳风暴

太阳黑子活动通常以11年为一个周期，本次周期的高峰在2000年就已出现。在高峰过后3年多，太阳黑子再度活跃，导致太阳风暴产生，某种程度上有些反常。除太阳风暴效应外，太阳黑子还会导致高能量的耀斑爆发，后者也许还将持续一两周时间，可能影响到地球上的无线电通信。

新一轮太阳风暴主要由太阳表面新形成的巨大黑子群释放出的气体和带电粒子流引起，以每小时约320万公里的速度向地球袭来。 影响

太阳风暴期间，太阳发出的X射线和远紫外线(指波长为0.1～140纳米的电磁波)、射电波(指波长为1毫米～10厘米的电磁波)以及高能粒子流(如质子、α粒子、电子等)等离子体云等都会大大加强，从而会引发相关的地球物理现象发生。

太阳风暴期间所射出的X射线会比平时增加1000倍，X射线的增加会大大增加地球大气中电离层的电子密度，从而使短波无线电通讯受到严重干扰，甚至会导致无线电通讯中断。例如，1989年太阳活动22周峰年期间，一次大的太阳耀斑曾使地球上的短波无线电通讯中断达1小时以上。太阳风暴时产生的高能粒子流会使空间飞行中的一些探测仪器和计算机系统受到严重损害，并会直接威胁到太空飞行人员的生命安全。全球定位卫星GPS9783在太阳活动22周峰年期间共发生了13个位翻转错误。太阳风暴时的高能质子会在地球的近地空间造成通量较大的太阳宇宙线事件，被称为质子事件。同时这些高能质子还会使地球两极上空的大气发生扰动，导致短波通讯中断等。太阳风暴时紫外辐射的强烈变化会直接改变地球高层大气的温度和密度，从而会使人造卫星等空间飞行器的轨道发生改变，直接威胁其运行安全。

太阳风暴对地球的另一个重要影响是会导致磁暴的发生。太阳耀斑期间喷射出的等离子体云到达地球附近后与地球磁层作用有时会引起强烈的磁暴发生，使地球磁场受到干扰，从而影响卫星和地面通讯以及供电网络、石油输送管道的正常工作，例如1989年太阳活动22周峰年期间磁暴曾使加拿大魁北克的一座大型水力发电厂受到严重冲击，致使供电系统瘫痪，600多万人在无电的冬天度过了9个小时，电力损失达2000KW，不仅如此，强磁暴同时还烧毁了美国新泽西州的一座核电站的巨型变电器。

科学家们还发现一些气象要素的长期变化与太阳活动的11年和22年周期之间有关等等。中国长江中下游的洪涝灾害也有22年左右的准周期。太阳活动对地震活动存在着一定的调制作用，统计结果表明，往往在太阳活动峰年后3~4年会出现强地震活动。

灾难事件

1989年3月13-14日，太阳风暴造成加拿大魁北克地区电网停电;全球无线电通讯受到干扰;日本一颗通讯卫星异常;美国一颗卫星轨道下降;

1991年4月29日，强磁暴发生后使美国缅因州核电厂发生灾难性破坏;

1994年1月20-21日，两个加拿大通讯卫星发生故障;

1997年1月6-11日的日冕物质抛射使AT&T公司通讯卫星报废;

1998年5月19日美国银河四号通讯卫星失效,同时德国一颗科学卫星报废;

2000年7月14日欧美的GOES、ACE、SOHO、WIND等重要科学研究卫星受到严重损害，日本的ASCA卫星失控，AKEBONO卫星的计算机遭到破坏。

2003年10月28日，欧美的GOES、ACE、SOHO、WIND等重要科学研究卫星受到不同程度损害，日本“回声”卫星失控。

应对

科学家预测2012年地球将遭遇强太阳风暴袭击，届时将给地球带来“多米诺骨牌式”的影响，其影响力将渗透到现代社会的方方面面。

人们不禁会问，这次太阳风暴是否真的会到来?究竟会给人类带来什么影响?我们如何才能去应对呢?

影响范围

太阳风暴一般对地球影响小，一般太阳风暴的影响主要集中在外太空。

当太阳风暴活动活跃时，黑子不断燃烧、爆炸，其间释放的大量紫外线会使地球上空的电离层浓度突然增加，吸收掉短波的能量，从而造成对短波无线电信号的干扰。专家指出，日常生活中人们使用的手机，包括部分无线电都不通过电离层传播信号，因此一般的太阳风暴对地球表面的通信影响不会太大。

另外，由于地球磁场和大气层的阻挡效应，一般的太阳风暴并不会对人类的生活产生明显的影响。

剧烈活动引发地磁暴

中国科学院空间环境研究预报中心副主任、中国科学院国家天文台太阳活动重点实验室王华宁研究员认为，目前的太阳爆发活动强度还不至于冲破地球大气和磁场的保护，对地球上的现存物种构成致命威胁。但这并不意味着太阳爆发活动总是像现在这样“温和”。

一旦太阳爆发出的能量超过地球磁场和大气的防护能力，必然引起地球附近空间环境发生强烈变化，当这些巨大的力量冲击到地球磁场和大气时，将引发地磁暴、电离层暴等现象。

灾难后果

此次美国科学家预测在2012年地球就将遭遇强太阳风暴的袭击，他们认为届时太阳会向地球喷发数十亿吨的物质，诱发电磁暴，人类几乎所有的电子系统都会受到影响。

如何应对

那么人类该如何应对突如其来的超级太阳风暴呢?

大范围加强国际合作

专家认为应当通过共同探测，共同研究，资料共享，成果共享等方式进行广泛的国际合作，了解地球空间的各种空间环境变化是如何互相影响和关联的，从整体出发，增加人类对空间环境的理解和掌握。我国在太阳活动风暴预测方面非常重视国际合作与交流，积极开展预报方法研究，开展太阳活动监测数据共享。

钟秋珍介绍，中国在1991年成立世界警报中心北京日地物理预报中心,2000年根据国际空间环境服务组织的要求，更名为中国区域警报中心，下设四个分中心：地球物理预报中心、空间环境预报中心、电离层预报中心和太阳活动预报中心，每两年进行一次太阳活动研究成果和预报方法的交流。

近期比较大的探测计划———双星计划，是我国第一次以自己提出的探测计划开展国际合作的重大空间科学探测项目，合作对象是欧洲空间局。

相关新闻

美国科学家警告说，2012年地球将会遭遇强烈的太阳风暴，其破坏力将远远超过“卡特里娜”飓风，而且地球上几乎所有的人都将难逃其灾难性的影响。

强太阳风暴2012年将再度来袭

2012年9月22日午夜，美国纽约曼哈顿区上空将布满了一道五彩斑斓的光幕。在像纽约这样的南部地区，很少有人能够看到这种极其迷人的极光现象。不过，人们欣赏美景的心情不会持续太久。几秒钟后，该地区所有电灯泡开始变暗并闪烁不定，接着光线在瞬间突然增强，灯泡变得异常明亮。随后，所有电灯全部熄灭。90秒以后，整个美国东部地区都将停电。一年后，数以百万计的美国人开始死亡，国家基础设施将变成一堆废墟。世界银行将宣布美国变成一个发展中国家。同时，欧洲、中国以及日本等地区或国家也都和美国一样，在这次灾难中苦苦挣扎。这次灾难来源于猛烈的太阳风暴，发生在距离我们1.5亿公里之外的太阳表面。

上述故事听起来或许有些荒谬，一般情况下太阳不会对地球造成如此巨大的灾难。不过，美国国家科学院在2009年1月发布的一份特别报告中声称，这种灾难完全有可能会发生。该研究报告由美国宇航局出资赞助。在过去几十年间，人类社会在发展的同时，也在为毁灭自己埋下了伏笔。现代的生活方式过度依赖各种科学技术，无意间让我们更多地暴露于一种超级危险之中。由太阳表面喷发出的等离子体可能会毁灭我们的电网，进而造成灾难性的后果。美国科学院特别报告起草人、科罗拉多大学太空气候专家丹尼尔-贝克尔认为，“我们现在距离这种可能性的灾难越来越近了。如果人类对将可能发生的太阳风暴准备不足，这种太空风暴就有可能会切断人类社会的电力供应、手机信号，甚至包括供水系统。”

但也有专家表达了不同的看法，认为太阳风暴的影响主要集中在外太空，而由于地球磁场和大气层的阻挡效应，生活在地球上并不会因此受到过于明显的干扰。专家们表示，当太阳风暴活动活跃时，黑子不断燃烧、爆炸，期间释放的大量紫外线会使地球上空的电离层浓度突然增加，吸收掉短波的能量，从而造成对短波无线电信号的干扰。但日常生活中人们使用的手机，包括部分无线电都不通过电离层传播信号，因此一般的太阳风暴对地球表面的通信影响不会太大。理论上，一般的太阳风暴强度还不至于冲破地球大气和磁场的保护，对地球上的现存物种构成致命威胁。但对于2012年的太阳风暴，专家担心可能成为一个例外。

可能给地球带来巨大灾难

美国科学家警告认为，2012年的强太阳风暴将给地球人类带来巨大的灾难，它的影响力将渗透到现代社会的每一个方面。在发出警告的专家看来，太阳风暴给地球的影响可能是“多米诺骨牌式的”。试想，当电网变得脆弱和不稳定，与供电息息相关的行业也将成为受害者：制冷设备停转，冷库里大量的食物和药品失去储藏条件而变质;水泵突然停止运转，社区的居民饮水成为难题。此外，由于卫星信号中断，GPS定位系统也会因此成为废物。事实上早在1859年就发生过类似事件，当时的太阳爆发竟然导致电报线烧毁。当然，现在地球上布满了有线和无线设施，但这些设施都难以经受太阳风暴袭击的考验。