太阳不断爆发,将能量和物质抛向整个宇宙。因其出现活动的部位不同,且其释放的物质还会与复杂的行星际空间结构相互作用,因此并不是每次都会指向地球。
太阳(图源:千库网)
但这些物质一旦向地球而来,就有可能扰动地球的空间天气(涉及从地球上空几十千米到太阳表面的广阔区域),引发一系列后果。因此,我们必须建设天地一体化的空间天气监测体系,不断向着更专业、更准时、更有效的方向发展。
活跃的太阳
空间天气会引起近地空间环境扰动,虽不像传统天气那样直观,但其实充斥着我们生活的方方面面。如……
太阳黑子
太阳光球中的暗黑斑点,它的磁场比周围强,温度比周围低,是主要的太阳活动现象。虽然不如其他太阳活动那般剧烈,但太阳黑子拥有约11年的变化周期,研究表明在太阳黑子活动高峰年,剧烈天气现象出现的概率会增加。
太阳耀斑
太阳大气最大的能量释放现象,爆发时大气局部会突然变亮,并伴随电磁辐射和粒子发射增强。这些高能粒子可能会穿透卫星防护层,损坏卫星电子设备,引发卫星内部电路的单粒子翻转,导致数据错误、电子器件故障甚至卫星失控,使卫星轨道衰减加快。
日冕物质抛射
太阳大气中出现的最大规模的快速抛射现象,在日地关系中起着关键作用。它会在几分钟至几小时内抛射出携带磁场的巨大等离子体团,这些物质撞击地球磁层时就会产生地磁暴。此时,地球磁场会因变化在长距离输电线路中感应出强大的电流(即地磁感应电流),导致变压器过热、损坏,甚至引发电网的局部或大面积停电。
捕捉太阳的“踪迹”
空间天气观测主要分为天基观测和地基观测两个部分。
空间天气对人类的影响(图源:《知识就是力量》杂志)
天上的“眼”
天基观测指利用星载仪器在太空进行的观测。我国先后有13颗风云气象卫星升空,如同精密的“天眼”,共同构建起一张严密的监测网,全方位监测航天器所在位置的太空环境(等离子体信息、高能粒子信息、磁场信息等),遥测太阳活动,如被称作“黎明星”的风云三号E星。
地上的“眼”
地基观测指在地表观测平台上进行的空天天气观测。在地基监测方面,我国已经建立起了覆盖全国“三带六区”的地基空间环境监测网,包括光学观测设备(如太阳望远镜)、射电观测设备(如大型射电望远镜、电离层测高仪、激光雷达)和地磁监测设备(如高精度的磁力仪)等,既可以监测太阳活动和行星际,也可以监测地球磁场、电离层和中高层大气。
撰文 | 陈安芹
责任编辑 | 牛一名 段阳阳
运营编辑 | 段阳阳
质量审核 | 业蕾
❖ 文章来源:《知识就是力量》杂志
《追踪太阳的“小脾气”》 ❖
现订购2025年
定价288元