隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高,人們逐漸 認(rèn)識(shí)到地球除了陸地、海洋和大氣環(huán)境 外,還存在與人類的生存發(fā)展息息相關(guān)的 空間環(huán)境。今年第59 個(gè)世界氣象日的主 題為“太陽、地球和天氣”,南京信息工程 大學(xué)空間天氣研究所李婧媛博士為我們 介紹“空間天氣”,太陽如果發(fā)了“脾氣”, 我們的天氣也會(huì)受影響。
今年春節(jié),《流浪地球》的熱映讓我們 對空間天氣有了新的認(rèn)知。不少科幻愛 好者不禁暢想,假如有一天,太陽真的“失 聯(lián)”了,會(huì)是怎樣的場景?李婧媛博士告 訴記者,如果沒有了太陽,那么地球就沒 有了能量來源。太陽上的氫燒完后,開始 燃燒氦,這意味著太陽能量的不平衡,地 球如果不流浪可能就會(huì)被太陽火焰吞噬, 溫度可能會(huì)達(dá)到3000多攝氏度。
這個(gè)并不符合邏輯的暢想,讓我們意 識(shí)到了空間天氣“平靜”的重要性。
李婧媛介紹,“空間天氣”主要發(fā)生在 距地30 km以上。相較于平日的風(fēng)和雨, 在空間天氣中,我們所關(guān)心的“風(fēng)”指的是 太陽風(fēng),地面風(fēng)速大約十幾米/秒,而太陽 風(fēng)速大約 400-600 千米/秒;“雨”則是來 自太陽的帶電粒子雨;在空間天氣中沒有 陰晴之分,但有太陽和地磁場的“平靜”與 “擾動(dòng)”之別,空間天氣不太關(guān)心“冷暖”, 而是特別注意太陽的紫外線和 X 射線輻 射的變化??臻g天氣如同天氣一樣也有 好壞之分。當(dāng)空間天氣變化十分劇烈時(shí), 會(huì)對人類技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,這種 空間天氣被稱為災(zāi)害性空間天氣。
在歷史上,最為典型的災(zāi)害性空間天 氣事件要數(shù)1989年3月13日的大磁暴對全球造成的影響。在磁暴發(fā)生后,不到90 秒鐘,加拿大整個(gè)魁北克省電網(wǎng)完全崩 潰,全省陷入漆黑一片。大部分地區(qū)經(jīng)受 了長達(dá)9個(gè)小時(shí)的斷電,部分地方斷電持 續(xù)了數(shù)日。我國所處的地理位置離地磁場 北極比較遠(yuǎn),所以以前發(fā)生災(zāi)害性空間天 氣事件對國內(nèi)危害不顯著。但我們并不能 因此而放松警惕,已經(jīng)有研究表明2012年 與2017年都有類似1989年的超級(jí)太陽風(fēng) 暴發(fā)生,只不過沒有對準(zhǔn)地球,所以沒有引 起類似1989年的超強(qiáng)大磁暴發(fā)生。
空間天氣不僅會(huì)制造各種各樣的麻 煩,它也會(huì)產(chǎn)生絢麗的極光。極光可以說 是磁暴在產(chǎn)生過程中的附屬產(chǎn)品。伴隨 著太陽風(fēng),來自太陽的高能粒子沿著極區(qū) 磁場的開口進(jìn)入地球大氣層,激發(fā)大氣中 的原子、分子發(fā)出各種顏色的光,磁暴越大則極光越強(qiáng),在魁北克事件中,加拿大 及北美以及美國南部佛羅里達(dá)州都能看 到,當(dāng)時(shí)觀測到的極光的亮度足以滿足夜 間讀書看報(bào)的需求。
通過相關(guān)的新聞報(bào)道,大家或許知道 磁暴會(huì)影響人們的手機(jī)通信,其實(shí)不被大 眾所知的是,磁暴也會(huì)對高層大氣的溫度 與風(fēng)場產(chǎn)生影響。李婧媛所在研究團(tuán)隊(duì) 發(fā)現(xiàn),在磁暴期間全球中間層-低熱層區(qū) 域溫度的響應(yīng),溫度有升有降,變化范圍 從零下30攝氏度到30攝氏度。這種溫度 變化會(huì)產(chǎn)生壓力梯度力,進(jìn)而形成磁暴期 間中緯度中間層-低熱層的擾動(dòng)風(fēng)場,“只 有在充分理解空間天氣造成高層大氣的 溫度、風(fēng)場等變化的物理過程基礎(chǔ)上,我 們才能繼續(xù)對空間天氣對底層大氣的影 響進(jìn)行進(jìn)一步研究”。 (本報(bào)綜合)
編輯:chenguo
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