浅谈太阳风暴对人类生活的影响

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1、浅谈太阳风暴对人类生活的影响刘仁宇（武汉大学附属中学高三３班湖北武汉４３００７４）摘要：太阳作为地球的能量之源提供了地球９９％以上的能源。文章简单介绍了太阳对地球的能量传输，包括太阳电磁辐射和太阳风，阐述了太阳风暴的概念、形成和表现形式以及太阳活动周期，并简要分析了超级太阳风暴可能出现的条件。介绍了太阳风暴引起的地球空间环境的变化及其对人类生活造成的影响，回顾了近３０年较大的几次太阳风暴对人类生活造成的显著灾害；最后介绍了人类对太阳风暴的监测和预警现状。.jyqk／s，也就是数百万km／h。经过几十年的探索和研究，科学家们终于发现太阳上的这种粒

2、子发射是连续不断的，我们称之为“太阳风”。与地球上我们熟知的风大不相同，太阳风是太阳大气不断向外喷发的带电粒子流，典型速度大约４００km／s，也就是１４４万km／h，最高速度超过５００万km／h，而地球上最强的台风速度才几百km／h。太阳每时每刻都在以这种“风”的形式向地球输入能量，但这种能量输入主要发生在极区，然后通过在地球空间的能量释放过程造成全球性的影响，而太阳电磁辐射在向阳面所有纬度都有能量输入。太阳活动平静期，太阳风对地球的能量输入与电磁辐射的能量输入大致相当，但在太阳活动活跃期，太阳风携带的物质和能量显著增强。２．２．２太阳风暴的表

3、现形式通俗地说，太阳风暴就是太阳表面的大爆炸，大爆炸首先表现为太阳耀斑。一次太阳耀斑爆发的能量可以提供美国数千年电力。耀斑产生增强的电磁辐射，９min就可以到达地球，引起低层大气电离增强和强烈的无线电波吸收，进而导致整个向阳面的的无线电通信中断。１~２h之后，高能粒子到达地球，对太空中的宇航员带来致命伤害，卫星的许多电子器件和太阳能电池板也会造成毁灭性破坏。太阳耀斑能量惊人，却还并非造成１９８９年３月魁北克大停电的元凶，而只是一场惊人破坏的第一阶段，耀斑就好比开枪后的闪光，造成破坏的是随即而至的子弹，也就是跟随在耀斑之后的日冕物质抛射。一次日冕

4、物质抛射可以携带数十亿t的物质并加速到数百万km／h，其２h内的能量可以提供美国１０万年的电力。日冕物质抛射也可以看成是显著增强的太阳风，它向地球输送的大量物质和能量引起地球空间环境的巨大变化，进而对人类活动造成不可估量的灾害，我们称之为地磁暴。地磁暴可以导致强大的地面感应电流，足以摧毁人类的任何大型地面电网，还会造成输油管道的破坏，导致大面积供电中断和石油泄漏，所幸这种强大的地面感应电流只在局部出现，但太阳风暴越强，其可能出现的区域也越广。地磁暴还会强烈改变高层大气的电离属性，造成卫星导航以及飞机或舰船的导航信息达到几公里的误差，甚至造成导航

5、和通信链路的中断。地磁暴造成低层大气加热上升导致卫星轨道高度的大气密度增加，卫星运行阻力增大而掉落失踪，甚至坠毁。１９７９年７月磁暴期间，美国宇航局的太空实验室就因空气阻力增大逐渐脱离轨道，最终坠落坠毁在印度洋和西澳大利亚上空。３太阳风暴对人类生活的影响３．１以往太阳风暴对人类生活造成的显著灾害过去２５年里，已有多次太阳风暴对人类活动造成显著灾害性影响。１９９１年４月的强磁暴造成美国缅因州核电厂发生灾难性破坏；１９９７年１月的太阳爆发事件使美国ＡＴ＆Ｔ公司一颗价值２亿美元，设计使用寿命１２年的同步轨道通讯卫星仅服务３年就提前报废，损失高达７亿美

6、元；１９９８年５月的多次太阳爆发事件导致美国银河四号通讯卫星失效和一颗德国科学卫星报废，无数的通信中断造成金融交易陷入混乱；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，如美欧合作耗资２０亿美元的ＳＯＨＯ太阳科学卫星的探测器减寿一年，日本的ＡＳＣＡ卫星失控，ＡＫＥＢＯＮＯ卫星的计算机遭到破坏；２００３年１０月底至１月初的太阳爆发事件产生广泛的影响：瑞典的Ｓｙｄｋｒａｆｔ电力集团报道，北欧上空强烈的地磁诱导电流引起了变压器事故，导致一套系统崩溃及电力供应中断。航空公司在其高纬度航线中采取了从没有过的

7、飞行方式来避开高辐射能级和通信中断区域。航程变更给航空公司的每次飞行增加了１００００~１０００００美元的开支。该太阳风暴被怀疑是导致价值６４０００００００美元的ＡＤＥＯＳ－２飞行器损毁。由于此次太阳爆发的高强度和变化性，绝大多数易受空间天气攻击的工业部门在运行过程中都经受了某种程度的影响。１９８９年３月的太阳风暴虽然是迄今为止对人类活动造成破坏最严重的灾害性空间天气事件，但还并非史上最强的太阳风暴。１８５９年９月１日早晨，英国天文学家理查德·卡林顿用装着过滤器的望远镜观测太阳表面时，他发现太阳表面喷射出了一道明亮的闪光。然而卡林顿不知道的是，那

8、团明亮的斑点是一团带着电荷的等离子云，它正朝着地球的方向疾速飞来。４８小时后，“超级太阳风暴”就袭击了地球，导致热带地区的夜空都能看到极光，这些极光是