太陽公公的大“噴嚏”

“阿嚏！”不好，太陽公公打了個大“噴嚏”。

太陽公公的能量非凡，它的大噴嚏也是威力無比。想知道這個大噴嚏是怎么來的嗎·想知道太陽的噴嚏對地球的影響嗎·看看這篇文章吧。

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太陽會在太陽黑子活動的高峰時產生太陽風暴。這是太陽因能量的增加而使得自身活動加強，從而向外釋放出大量帶電粒子所形成的高速粒子流的現(xiàn)象?？茖W家把這一現(xiàn)象比喻為太陽打噴嚏。

太陽與它的 巨大能量

想知道太陽為什么打噴嚏，還得先了解一下太陽本身。

太陽是以氫氣為主要成分的巨大球體。它的半徑大約是地球的109倍，體積大約是地球的130萬倍，質量大約是地球的33萬倍。

太陽的溫度非常高，表面溫度在5 500攝氏度左右，核心部分的溫度高達1 600萬攝氏度，屬于超高溫。

從太陽的中心部分到半徑大約15萬千米的范圍內，大量氫的原子核經過融合聚變，每2個氫原子聚變成1個氦原子核，這一變化被稱為熱核反應。熱核反應發(fā)生的時候，會釋放出極大的能量，發(fā)射出大量的熱和光，這就是太陽的能量源。

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地球的半徑是6 378千米，體積是1.09×10¹² 立方千米，質量是5.974×10²⁴千克。太陽的半徑是69.6萬千米，體積是1.4×10¹⁸立方千米，質量是1.989×10³⁰千克。

太陽的內部結構

一般情況下，我們把太陽分為6層，由內往外依次命名為：日核、輻射區(qū)、對流層、光球、色球和日冕。

光球層

光球是我們平常所見的明亮的太陽圓面，太陽的可見光全部是由光球面發(fā)出的。

日核

日核的半徑占太陽半徑的1/4左右，它集中了太陽質量的大部分，并且是太陽99%以上的能量的發(fā)生地。

輻射區(qū)

傳送日核產生的光和熱。從體積來說，輻射層占整個太陽體積的絕大部分。

對流層

受太陽熱量的影響，產生等離子體對流的區(qū)域。這一層氣體性質變化很大，很不穩(wěn)定，形成明顯的上下對流運動。

日冕

日冕位于太陽的最外層，屬于太陽的外層大氣。它溫度極高，可延伸到幾倍甚至幾十倍太陽半徑外。日冕物質非常稀薄，但溫度非常高，可達200萬攝氏度以上。日冕只有在日全食時才可以觀測到。太陽風就是在這里形成并發(fā)射出去的。

日冕上的 黑洞

用X射線或遠紫外線拍下的日冕照片上，可以觀察到在日冕中長期存在著大片的長條形的或是不規(guī)則形的暗黑區(qū)域。這一區(qū)域里的X射線強度比其他區(qū)域要低得多。從表觀上看就像日冕上的一些洞，人們形象地稱之為冕洞。

冕洞是太陽磁場的開放區(qū)域，這里的磁力線向宇宙空間擴散，大量的等離子體順著磁力線跑出去，形成高速運動的粒子流。粒子流在冕洞底部的速度為16千米/秒左右，當到達地球軌道附近時，速度可達400千米/秒以上。這種高速運動的等離子體流也就是我們所說的太陽風。

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太陽風的得名與彗星有關

太陽風的得名與彗星有關。人們通過先進的觀測手段發(fā)現(xiàn)：彗星離太陽越近，彗發(fā)就越明顯，彗尾就越長，而且彗尾的方向總是背著太陽的。于是人們開始猜測，也許太陽會放射出一種類似于風的東西，對彗星產生影響。1958年，美國人造衛(wèi)星上的粒子探測器探測到了太陽上有微粒流從冕洞中發(fā)出。因此美國科學家帕克將其形象地命名為太陽風。

太陽黑子

當太陽表面某些區(qū)域的氣體暫停翻滾時，就會形成黑子。因為下面沒有炙熱的氣體升上來，所以表面會因溫度下降而變暗。太陽黑子一般出現(xiàn)在磁場聚集的地方。

黑子是太陽表面可以看到的最突出的現(xiàn)象。一個中等大小的黑子大概和地球的大小差不多。黑子的形成和消失要經歷幾天到幾個星期不等。

在過去的300年中，太陽黑子數按11年的周期有規(guī)律地增加和減少。太陽像我們地球一樣也有著季節(jié)性的變化，不過太陽的一年是我們地球的11年。

黑子群，特別是伴有復雜磁場的黑子群常常是耀斑爆發(fā)的位置。

具有超大能量的 太陽耀斑

在黑子群附近，有時會看到一大片明亮的閃光發(fā)射出耀眼的光芒。這種光一般只存在幾分鐘，個別能長達幾小時，亮度由強變暗，直到消失。這就是太陽上最為強烈的活動現(xiàn)象——耀斑。

太陽耀斑出現(xiàn)時會釋放大量的能量。一次不起眼的耀斑亮點所釋放的能量相當于10萬至100萬次強火山爆發(fā)的總能量，或相當于上百億枚百噸級氫彈的爆炸。一個特大的耀斑釋放的總能量相當于100億顆百萬噸級氫彈爆炸的總能量。

隨著激烈的太陽耀斑的爆發(fā)，存在于太陽表面的等離子體變成高能帶電粒子，大量地以極快的速度飛往宇宙空間。這種現(xiàn)象被稱為日冕物質噴發(fā)（CME）。

地球的“保護傘”

如果太陽耀斑正對著地球爆發(fā)了，這時受太陽風的影響，會有大量等離子體變成暴風直接襲擊地球。這就是太陽公公的大噴嚏了。

太陽風暴如果直接吹到地球上，那后果不堪設想。幸好地球有自己的保護傘，能把太陽風暴對地球的影響降到最低。地球的這個保護傘就是地球所擁有的磁場。

地球磁場在地球周圍形成了一層由看不見的粒子組成的磁氣圈。它可以阻擋來自太陽的大量高能帶電粒子流，有效阻擋太陽風的侵襲。如果沒有磁氣圈的阻擋，太陽風的粒子流可能會改變大氣的成分，使生命無法存活，或者直接傷害地球表面的生物。也就是說，如果地球沒有磁場，生命將不復存在。

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在地球上，12級臺風的風速是32.5米/秒以上，而太陽風的風速在地球附近卻經常保持在400千米/秒，是地球風速的上萬倍，最猛烈時可達800千米/秒以上。

地球可以說是一個把北極看作是S極，把南極看作是N極的非常大的磁石。它的磁力覆蓋在地球全身，有效地阻止了太陽風的長驅直入。

在地球磁場的反抗下，太陽風繞過地球磁場，繼續(xù)向前運動，形成了一個被太陽風包圍的、彗星狀的地球磁場區(qū)域，這個區(qū)域叫做磁氣圈。地球就通過磁氣圈來保護地球，使地球免受太陽風的沖擊。

太陽風暴 襲擊地球

當太陽耀斑爆發(fā)所產生的暴風直接襲擊地球時，所帶的能量是巨大的。雖然有地球磁場的保護，但仍然會有少數漏網分子闖入地球。盡管它們是很少的一部分，卻可能會給地球帶來一系列的破壞。

它會干擾地球的磁場，引發(fā)地球磁暴，使地球磁場的強度發(fā)生明顯的變動。它會影響地球的高層大氣，破壞地球電離層的結構，使其喪失反射無線電波的能力，造成我們的無線電通信中斷。它會影響大氣臭氧層的化學變化，并逐層往下傳遞，直到地球表面，使地球的氣候發(fā)生反常的變化……

極光爆發(fā)

太陽風暴爆發(fā)時，在北極和南極附近全天覆蓋著壯大的極光，不停亂舞。這是因為從宇宙空間飛來的帶電粒子的量急劇增多而導致的。平時看不到極光的低緯度地區(qū)也能看到極光現(xiàn)象。

不僅如此，某些時候，伴隨著極光亂舞，會生成大量引起酸雨和溫室效應的氮化物，也會破壞臭氧層。

大氣膨脹，人造衛(wèi)星受阻

太陽耀斑等太陽的活動會增加紫外線等的放射量，這些紫外線會使地球大氣層的上層溫度上升，引起大氣層膨脹。這種情況下，低軌道人造衛(wèi)星受到的空氣阻力會加大，速度會降低，從而導致提早墜落。

遠距離通信變得不可能

船舶等是電磁波通過電離圈的反射實現(xiàn)遠距離通信的。當電離圈的等離子體被太陽風暴打擾后，反射的電波也會被打亂，也就不能正常通信了。

石油輸油管遭到破損

在電離圈有大量的電流流動，地面上的石油輸油金屬管也會感應出電流，從而使輸油管受到腐蝕，嚴重的甚至可能會出現(xiàn)破洞。

電離圈

電離圈是地球大氣的一個電離區(qū)域，高度在80~300千米。當太陽風暴入侵時，地球上空的等離子體層會被極大地打亂，并產生大量的電流。

人造衛(wèi)星的故障

太陽的放射線會引起人造衛(wèi)星的計算機故障。不僅如此，衛(wèi)星如果異常帶電，衛(wèi)星也可能發(fā)生故障。

大規(guī)模停電

電流在電離圈流動時，會誘發(fā)地面上的輸送電線產生強大電流，從而大大地破壞變電所的承載負荷，損壞設備，發(fā)生大規(guī)模停電。

汽車導航不能正常工作

電離圈的等離子體被打亂后，從那兒通過的GPS衛(wèi)星的電波路線就被打亂，汽車導航就不能顯示出正確的位置情報了。

如果神舟九號遭遇太陽風暴

2012年6月16日18時37分，神舟九號飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。之前，人們還在擔心，它是否會受到太陽風暴的影響。2012年6月29日，神舟九號成功返回。這一過程中，神舟九號并未受到太陽風暴的影響。

但人們的擔心并非多余的。相對于地面來說，在太空中，太陽風暴的威力更大。1981年，美國哥倫比亞號航天飛機首次飛行遇到大磁暴，導致軌道下降速度比預計快60%，幸好及時采取措施才幸免于難。

這是因為太陽風暴一旦發(fā)生，高強度的高能帶電粒子就會充斥空間，這會產生很強的電磁輻射，干擾航天器的工作。另外，太陽風暴會導致高層大氣密度增加，阻力加大，飛船的速度會慢下來。速度一慢下來，飛船就會往下墜。

除此之外，太陽風暴還可能會給航天造成其他方面的影響。比如太陽耀斑爆發(fā)時有大量超高速的高能帶電粒子釋放出來（太陽放射線），這些放射線很可能會傷害到宇航員。所以當有大規(guī)模的太陽耀斑爆發(fā)時，在太空駐守的航天員會被命令退避到遮蓋物比較厚而且防護比較好的艙段中。

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2013年，地球可能遭遇強烈的太陽風暴

2008年12月，美國宇航局宣布，發(fā)現(xiàn)磁氣圈破了個大洞，這個大洞比地球寬4倍，而且還在擴大中。外層空間射向地球的各種有害粒子將更直接地沖擊到自然萬物和人類社會。當時預測下一次太陽風暴的時間是在2012年9月22日。

這個說法引起了好萊塢的興趣。好萊塢電影《2012》以及《末日預言》，均模擬世界末日天災襲擊地球的恐怖景象。不過，下一次強烈的太陽風暴發(fā)生的時間并非發(fā)生在2012，而是2013年。

由于擔心太陽風暴對地球帶來嚴重影響，科學家已經開始密切監(jiān)測太陽，同時打算在太陽風暴較頻繁的期間，及早將人造衛(wèi)星切換到安全模式，以便能減少損害。

不過具體會怎樣，我們只能拭目以待！

我國的“夸父逐日”計劃

為了嚴密監(jiān)控太陽風暴，中國的科學家正在積極準備一項名為“夸父逐日”的計劃。在這個被外界評價為“中國最具雄心的太空計劃”中，3顆地球衛(wèi)星將通過特定的角度，不間斷地對太陽表面和地球磁場狀態(tài)進行監(jiān)測，從而在太陽風暴發(fā)生的第一時間發(fā)出警報，讓人類有更充足的時間做好應對工作。

太陽風暴，對人類的影響越來越大

早期的太陽風暴對人類的影響有很大的局限性，而隨著科技的發(fā)展，人們越來越依賴于電力和各種高科技產品，太陽風暴對人類的影響越來越大了。

1859年的太陽風暴，炫目的極光是留給人們的最深刻的印象。

1989年，當太陽風暴再次襲來，已經造成了不少的麻煩：加拿大一處電力系統(tǒng)受到磁暴的干擾，引發(fā)設備故障，造成魁北克全省停電9個小時。太空中同樣損失慘重：人們發(fā)現(xiàn)，多顆衛(wèi)星的功能出現(xiàn)了異常。

在2003年那場太陽風暴中，兩顆繞地衛(wèi)星和一艘火星軌道飛行器宣告報廢，至少5顆衛(wèi)星的軌道發(fā)生變化，壽命嚴重縮短。

甚至有科學家預測，下一次大規(guī)模的太陽風暴的爆發(fā)，給人類帶來的經濟損失將是卡特里娜颶風的20倍(2005年卡特里娜颶風重創(chuàng)美國新奧爾良州，造成1 250億美元損失)。