地理拓展：太陽活動對地球的影響

　　地球上的天氣變幻莫測，時而陽光明媚，時而狂風(fēng)暴雨，而在九霄云外的外太空，也同樣存在天氣，科學(xué)家稱之為空間天氣。它是否和地面天氣一樣多變？也會刮風(fēng)下雨嗎？

　　太陽活動主導(dǎo)空間天氣

　　在一些高緯度國家和地區(qū)，可以看到絢爛的極光在夜空飄蕩，訴說美麗的同時也“泄露”著宇宙的秘密——空間天氣。

　　空間天氣在日地空間中，能影響空間、地面技術(shù)系統(tǒng)的運行和可靠性，以及危害人類健康和生命的條件、狀態(tài)或事件。太陽活動是空間天氣變化的主要源頭，因此太陽活動的強弱是決定空間天氣的主要因素。

　　空間天氣中的“風(fēng)”是太陽風(fēng)，“雨”則是來自太陽的帶電粒子雨，與地球上的天氣一樣，空間天氣也會“陰晴不定”。在太陽活動低年時，空間天氣較為平靜。

　　而在太陽活動高年時，太陽風(fēng)暴則頻繁發(fā)生、形式多樣，如耀斑、日冕物質(zhì)拋射、日珥爆發(fā)等。太陽上的耀斑像是突如其來的龍卷風(fēng)，而CME（日冕物質(zhì)噴發(fā)）則像臺風(fēng)，這些，都如同外層空間的‘狂風(fēng)暴雨。

　　太陽“一打噴嚏”，地球就“感冒”

　　空間天氣看似遙遠亦或不相干，其實它無所不在、充斥在我們生活的方方面面。比如，當(dāng)太陽風(fēng)暴爆發(fā)時，輪船、汽車，甚至智能手機都會受到干擾，出現(xiàn)定位不準等問題。

　　事實上，太陽風(fēng)暴通常對地球造成三輪沖擊。太陽耀斑爆發(fā)時，其發(fā)出的電磁波以光速傳向地球，八分半鐘即可抵達地球，引起電離層騷擾，影響高頻無線電通信、導(dǎo)航定位等；其攜帶的高能質(zhì)子在幾十分鐘至十幾個小時后到達地球，引起電離層D區(qū)吸收，影響航空通信、衛(wèi)星運行等；其伴隨的日冕物質(zhì)拋射，則在約三天后到達地球，引起地磁暴、磁層亞暴，并且可能影響低軌衛(wèi)星的軌道高度、電網(wǎng)的安全運行以及地質(zhì)勘探等。


　　“大多數(shù)情況下，我們感覺不到太陽風(fēng)暴的影響，但超級太陽風(fēng)暴可能對日常生活造成嚴重影響。”首席預(yù)報員宋喬介紹，以1989年3月超級太陽風(fēng)暴為例，地磁暴發(fā)生后不到90秒的時間，加拿大魁北克省電網(wǎng)全面癱瘓，600萬戶民居陷入黑暗，停電長達9小時，部分地區(qū)甚至數(shù)日才恢復(fù)供電。

　　除了會影響我們的日常生活，超級太陽風(fēng)暴對高科技設(shè)備系統(tǒng)的影響更大。宋喬補充道，如2000年7月14日的“巴士底日事件”致使多顆人造衛(wèi)星出現(xiàn)圖像質(zhì)量下降、數(shù)據(jù)丟失、軌道下降等情況。其中，受影響最嚴重的日本ASCA衛(wèi)星，最終墜入地球大氣層燒毀。

　　讀懂太陽“臉色”

　　如何讀懂太陽“臉色”，空間天氣預(yù)報顯得尤為重要。空間天氣預(yù)報主要目的是預(yù)測預(yù)報空間天氣事件及其影響。預(yù)報員會綜合分析監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合統(tǒng)計模型和數(shù)值模擬結(jié)果等做出預(yù)報，經(jīng)與首席預(yù)報員會商并得出預(yù)報結(jié)論后，制作各種預(yù)報產(chǎn)品。

　　當(dāng)前，空間天氣預(yù)報產(chǎn)品種類豐富，包括日報、周報、月報、年報等。例如，日報主要總結(jié)過去24小時的空間天氣情況，并預(yù)報未來1—3天的空間天氣狀態(tài)，包括太陽活動水平、地磁活動水平以及電離層狀態(tài)等。當(dāng)有大耀斑、強地磁暴等重要空間天氣事件發(fā)生時，還會發(fā)布空間天氣預(yù)警、現(xiàn)報等產(chǎn)品，讓公眾和專業(yè)用戶及時掌握太陽活動的最新動向。

　　當(dāng)下，空間天氣預(yù)報正從經(jīng)驗預(yù)報時代邁向數(shù)值預(yù)報時代。以觀測數(shù)據(jù)和科學(xué)理論為基礎(chǔ)，通過太陽表面物理參數(shù)預(yù)測耀斑發(fā)生的概率、通過數(shù)值模型計算太陽風(fēng)參數(shù)等方法在不斷發(fā)展，預(yù)報水平穩(wěn)步提高，為我國衛(wèi)星發(fā)射和載人航天，地面技術(shù)系統(tǒng)、導(dǎo)航、通信等保駕護航。