太阳活动对地球的影响

    自从1801年赫歇耳提出了降雨量与太阳黑子之间存在着相关性后,许多科学家都对太阳和地球之间的关系进行了细致的研究。如今,太阳活动和一些地球物理现象之间的关系研究,已形成一门生气勃勃的地球物理学和太阳物理学之间的边缘科学——日地关系学。

1. 太阳是一个超级实验室

太阳是一个巨大的物理实验室,太阳上独特的超高温、超高压和巨大的物理尺度等结合起来所提供的物理条件是地球上实验室所无法达到的。通过对太阳的观测研究,极大地促进了原子物理学、原子核物理学、等离子体物理学和磁流体力学等学科的发展。

2. 太阳活动对地球的影响

极光现象  在靠近地球的极区,晚上常常可以看见天空中闪耀着绚丽多彩、变化多端的光带,这就是极光。极光就是太阳发射出的高速带电粒子流到达地球后,在磁场的作用下,与地球两极地区高空大气分子相互作用产生的高能物理现象。观测表明,极光出现的强度和频繁程度与太阳活动的强弱有密切的关系。

地球磁暴  太阳上存在的11年周期或更长周期活动现象。每当太阳活动峰年太阳黑子相对数增加,耀斑爆发、日冕物资抛射等现象频繁出现,并且发射出大量高能带电粒子到达地球时,就会扰乱地球原有的磁场,引起地球磁暴。

对无线电通讯和电力的影响  当太阳发射出大量高能带电粒子运动到近地空间时,会干扰无线电通讯和地面电力传输,太阳发生大规模的爆发性活动事件时,有关部门需要准备好应对措施。

对宇航的影响  高能带电粒子流也会干扰和破坏空间探测器的设备和运行,甚至威胁到宇航员的生命安全,因此宇航探测设备必需充分考虑到这个因素,要对地球附近以及航线区域的磁场状况、太阳风状况有详细的了解,并考虑好预防措施。

对地球灾害的影响  太阳活动对地球上一些灾害性事件的影响,是许多科学家长期以来所关心的研究课题。资料显示,太阳活动周期与地球上水旱灾害和寒暖变化,地震有一定的关系。例如,研究表明水旱寒暖的年份和地震发生的次数都和太阳活动的11年和22年的周期相关。

对人体的影响  天文因素与人类健康和行为的统计研究发现,在太阳活动引起地球磁暴期间,人的神经系统对太阳活动变化非常敏感,某些疾病、血液系统、神经系统的变化和太阳黑子活动呈现出明显的相关性。目前这类课题还处于研究阶段。

3. 太阳活动预报 

太阳活动会影响日地空间环境,活动剧烈时,地球的大气和磁环境也会发生改变,从而影响人类的通讯系统、电力系统等,甚至会激发自然灾害。因此,太阳活动对地球的影响已引起人类的广泛关注,准确预报太阳活动已成为当今社会的需要。

科学家现在已经掌握了太阳活动的基本规律,有能力对太阳活动做出各种时间尺度的预报,例如长期预报可预报太阳活动周的黑子数;中期预报可提前几个月或者几天预报太阳黑子、太阳爆发等的变化趋势;短期预报则可预报1—3天的太阳耀斑爆发事件。国际上已成立了太阳活动预报中心,中国在二十世纪60年代也已形成了太阳活动观测网与预报网。全球联网资源共享、联合监测,将进一步提高预报太阳活动的准确率。

   太阳是地球万物光和热的源泉,太阳又是一个巨大的天然实验室,深入开展对太阳的研究,有助于推动物理学的发展,也将对航天事业和人民日常生活提供巨大的帮助。太阳是天文学中一个独特,而又极其重要的研究对象。