《天文基础日地关系》PPT课件

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1、太阳---地球--人类日地空间环境北京天文馆景海荣博士Tel:51583068E-Mail:hrjing@bjp.org.cn一、太阳概况二、太阳的结构三、太阳活动现象四、太阳活动对人类的影响--日地关系五、太阳物理的研究意义一、太阳概况1、太阳是银河系中一颗普通的恒星，距离银河系的中心约3万光年，公转周期约2亿年，目前位于主序阶段，已有50亿年的历史；估计其寿命还有50亿年(到白矮星阶段)；2、日地平均距离1亿5千万公里；3、太阳的半径为6.96*105公里（69万6千公里）；是地球半径的109倍

2、，它的体积约为地球体积的130万倍；4、太阳的质量1.989*1030kg，是地球质量的33万倍（地球质量为5.97*1024kg)；平均密度1.408g/cm3；(1/4地球密度)表面重力加速度274m/s2(27倍地球表面的值)5、地球接收太阳总辐射能的22亿分之一（每分钟传输能量相当于燃烧4亿吨煤产生的热量）。6、太阳的自转在两极和赤道不同，赤道区转速快，极区转速慢，在赤道处自转周期约25天，极区约29天，称为较差自转。测量方法：天体测量学如：距离：雷达、三角视差、红移等质量：万有引力定律太阳自

3、转情况：红色表示转速快，兰色表示转速慢。二、太阳的结构1、核反应区（0--0.25R):太阳能量的主要来源，产能机制是氢聚变为氦的热核反应，中心区温度1500万度，质量占太阳总质量的一半以上;（密度：150g/cm3）2、辐射区（0.25--0.75R)：核反应区的能量以辐射的形式向外传送，温度下降一个量级;3、对流层（0.75--1R)：太阳物质上下翻滚，形成湍流，以物质对流的形式向外传能，对流运动本身以米粒和超米粒的形式在表面表现出来，温度又下降一个量级;4、光球层:人眼所看见的明亮圆盘，温度57

4、70K，太阳的可见光绝大部分从这里发出，厚度约500公里；（密度：10-9g/cm3）5、色球层：光球层之上厚约2000公里的太阳大气，在日全食或用色球望远镜可见，其温度又开始上升；（密度：10-12g/cm3）6、日冕区：太阳的外层大气，没有明显的外边界，日全食时可见，温度达到百万度。（密度：10-14g/cm3）在日核处，每秒有500万吨的氢在热核反应中形成氦，产生能量。电磁辐射在太阳内部向外传播时非常缓慢，内部为不透明的，像浓雾，要经历许多次反射。如果直接出来，仅需2秒，但经历许多次反射后需要1

5、千万年！三、太阳活动现象宁静太阳基本上是一颗球对称和稳定的恒星，她是时间上稳定、空间上球对称和均匀地向四面八方辐射的。其物理性质在空间上只随日心距变化，在同一半径的球层中物理性质是相同的。1、太阳黑子：光球面上经常出没的暗黑斑点；因温度相对较低而显得黑（约4500度），太阳黑子的本质是太阳上的磁场聚集区(强度可达3000高斯)。小黑子的线度只有几百公里，而大黑子可达20万公里，黑子的寿命从几分钟到几个月不等。黑子多出现在低纬度区，经常成对或成群出现，黑子群中一般有两个主要黑子，它们的极性相反，前面的称

6、为前导黑子（西边），后面的称为后随黑子，前导黑子距太阳的赤道较近。太阳黑子数的变化有11年的周期性，其在日面纬度上的分布也有11年的变化周期。09.4.132、太阳耀斑：邻近黑子上方的突发明亮物，是太阳大气中的一种不稳定过程，它在短时间（几分钟到十几分钟）内释放大量的能量，引起局部区域瞬时加热和各种电磁辐射及粒子辐射突然增强，又称色球爆发。一个大耀斑释放出的能量相当于百万吨级氢弹的能量耀斑可分为：白光耀斑：较为少见的太阳剧烈活动现象，可直接观测；X射线耀斑质子耀斑耀斑的出现频度和黑子数有关，即在太阳活

7、动丰年耀斑活动频繁。这是欧洲宇航局和美国国家航空航天局联合发射的SOHO卫星得到的2000年7月14日大耀斑的远紫外线观测资料。3、日珥：突出在日面边缘的白炽气体喷射物，形状似耳，高度可达几十万公里；宁静日珥：悬浮于色球上的日冕区，可保持几天到几周的时间；爆发日珥：激烈活动的日珥，持续时间为几分钟到几个小时。日珥的形成也和黑子密切相关宁静日珥是日冕中的巨大、稠密和低温的垂直等离子体结构。密度约为0.5-1.01017m-3，比周围日冕密度高500倍；温度约为5,000–10,000K，比周围日冕温度

8、低500倍。它长寿且变化缓慢，在日冕上看起来是细长的暗条（filament）结构。它具有非常精细的结构和内部运动，并常常以一系列规则分布的“足点”联到下面的光球上。有时，它会变得不稳定，上升并消失掉，成为喷发日珥。通常会在原位重新形成新的日珥。4、日冕物质抛射（CME)：突发的、持续时间为几十分至两小时的物质抛射。日冕物质抛射和太阳耀斑及爆发日珥有关，但它们也能够独立出现，其出现的频度也和黑子活动周有关。2000年7月14日发生的日冕物质抛射。2002-