极地研究
全球变化
臭氧空洞
太阳发烧
大陆漂移
 
 



 
 
  .: 太阳发烧 :.

有人形象地比喻说;地球是太阳的儿子,月亮是地球的女儿。地球在太阳的九个儿子中排行老三。那是因为地球是太阳系九大行星中的一颗行星,也是至今为止,唯一发现有生命的一颗行星,它距太阳的距离是九大行星中的第三位,太阳到地球的平均距离是1.5亿千米,太阳光射到地球只需8分20秒。所以,太阳的活动和任何变化都会对地球的气候、环境和生态产生巨大的影响。地球的南北两极被喻为地球的"窗口",是观测和研究日地相互作用的最好实验室和场所,因为太阳的带电粒子可以在地球的南北极区进入地球的高层大气直接影响地球。

"太阳风"--俗话讲,就是太阳吹的风。它是由太阳在时刻不停地辐射出的带电粒子流而形成的。太阳风以每秒数百公里的速度吹向太阳的四周和地球.科学研究已经证明;地球本身是一块大磁铁,有自己的磁场,在地球的南北磁极处磁场强度最强,在其外围空间形成一个磁

太阳风对地球磁场的影响
太阳辐射观测
性层,这个磁性层向着太阳的一面,磁力线闭合,形成一个宛如球形的大盾,改变太阳风的方向,使之绕过地球,把地球保护起来,免受太阳风的正面袭击;磁性层背着太阳的一面,被太阳风把磁力线拉开,呈尾状伸展。而在地球的两极处留下了空隙,太阳风可以侵入地球的大气层。当太阳风吹入南北极区时,带电的太阳粒子辐射流近于垂直地向地球上空的电离层以至中低层大气输送,形成许多重要的物理现象,如极光、哨声、粒子沉降、地磁扰动和磁暴等。这是在地球的南北极地区以外不能看到或极少见到的奇特自然现象。

太阳的表面是不均匀的,有黑色斑点,称为太阳黑子,若干黑子组成黑子群。黑子看上去之所以黑,是因为黑子处的温度较其周围的温度偏低。通常太阳光球面的温度为摄氏6000度左右,而黑子处的温度只有摄氏4500度左右,因而就显得黑了。黑子聚集的区域为太阳活动区,在这些区域中常常出现巨大的能量活动,如太阳耀斑,暗条爆发等等。一个普通耀斑的能量也可能相当于数百亿颗氢弹的爆炸当量。除了耀斑和暗条爆发之外,还有日冕物质抛射。这些活动在短时间内向周围的空间释放巨大的能量,以电磁波、高速等离子体流、高能粒子流等方式进入日地空间,引发地球周围的空间环境发生剧烈变化。这种太阳'发烧'的现象具有11年左右的周期。在这个周期内,太阳黑子数目和太阳活动的激烈程度发生变化。通常太阳黑子数增多预示着将要进入太阳活动的高峰期--"太阳发烧期"。

太阳黑子数量的变化,会对地球的气候造成影响,出现气候异常。经分析我国两千多年有关太阳黑子的记录,与我国水、旱、寒和灾害年份有较好的相关性。现代科学研究逐步认识到,以1755年太阳黑子极小时作为第一周期的开始,通常从黑子数的极小值经3~4年后达到黑子数的极大值,到极大值后黑子数缓慢下降,大约要经过7年才下降到极小,再开始下一个周期。在太阳活动单数周,我国气候由冷转暖,而双数周则由暖变冷,因此相应的有22年的气候周期。树木年轮C14放射性分析表明,不但有11年和22年的短周期,还有80年、200年中等周期和8000年的长周期。


极夜的南极洲

太阳黑子爆发

南极冰芯研究

炙热的太阳

最近的一次"太阳发烧"--太阳峰年活动出现在1999年下半年至2001年上半年。在太阳黑子大爆发时,耀斑、磁暴以及随之而来的日冕物质射流,把大量的辐射粒子能量倾泻到了浩瀚无垠的宇宙,其中有少量进入了地球,对地球环境产生了很大的影响,形成的最直观、最壮丽的现象就是极光。强大的太阳带电粒子进入大气层后,会扰动地球电离层,干扰、甚至中断电磁波广播和通信,威胁卫星、宇宙飞船和其它航天器械,甚至会诱发地球上大地震和洪涝等灾害的发生。
一般说来,极光通常在67度的地磁纬度和110公里的高空附近出现。但当太阳风的阵风风速超过其正常风速(每秒数百公里)时,电离层中的电流极大增强,压缩地球磁性层发生异变,也会把极光区推向地磁纬度较低的地方,使人们有兴在地球的中低纬度上观赏到形态各异、五彩斑斓的极光。

2001年3月30日,在美国内华达州、科罗拉多州和亚利桑那州,以及地理位置更靠南一些的加利福尼亚州,数以千计的居民在夜空下看到北方天际泛出红色晚霞和缕缕淡绿色光芒。时至午夜,北方地平线的光亮,宛如旭日。这是人们在距离北极如此遥远的地点目睹到的极光。产生如此强极光的原因,是日冕物质射流中的大量高能粒子撞击了地球的高层大气。一次极光的能量能超过北美的总的发电能力。  

南北极地区是研究全球变化、特别是全球气候变化的天然实验室,也是开展高层大气物理学和极光物理学观测和研究的最好地方。中国南极中山站(69°22ˊS, 76°23ˊE)位于开展这种观测和研究的有利地理位置,在站上建有高空大气物理、极光物理观测实验室,配备有数字式测高仪、极光全天空摄象机、宇宙噪声接收仪等先进的观测仪器设备,长期系统的进行高空大气物理方面的观测工作,并同日本、挪威、澳大利亚等国开展国际合作研究,对太阳活动、特别是太阳锋年活动的规律及其对地球空间环境、大气环境和生物圈所产生的影响进行了深入的研究工作,在极隙区动力学特征、极区电离层和极光特性等方面取得了可喜成果。通过对极光和极区电离层物理的研究,还可以了解地球高层大气中的有关物理现象及其对通讯和卫星运行的影响和有效的利用。



 
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