2012年太阳风暴报告

艾萨克·牛顿

2012太阳大爆发？

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2010-10-10 13:17:46

图中的横轴代表公元年份，纵轴表示太阳黑子出现的数目，其中黑线代表每个月黑子的出现数目，蓝线代表黑线经过平滑处理后的结果，红线是未来的预测，图中显示到二零零九年年中为止，太阳黑子的数目持续降低，同时下一波的高点在二零一三年附近。（资料来源：NOAA／Space Weather Prediction Center）

二零零九年五月二十九日，一个由美国国家海洋暨大气管理局（NOAA）领导的国际专家小组，在美国太空总署（NASA）的赞助下，发布预测指出，下一个太阳活动周期（第二十四个太阳周期）将在二零一三年五月抵达顶峰，不过科学家预测出现的太阳黑子数目将低于平均。

NOAA太空天气预测中心的太阳物理学家毕赛克（Douglas Biesecker）说：“如果我们的预测正确，第二十四个太阳周期的高峰将出现九十个太阳黑子，这是自一九二八年以来最低的一次，当时第十六个太阳周期的高峰只有七十九个太阳黑子。”


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从一六一零年到二零零八年观测到的年均太阳黑子数目，科学家认为即将来临的第二十四个太阳周期将会和一九二八年类似（红色箭头标记处）。（资料来源：NASA／MSFC）

一般人很容易用太阳黑子出现的数目来形容这种周期的“弱”或“温和”，但这可能给人造成错误的印象，因为太阳黑子的爆发是有方向性的，即使在太阳活动相对温和下，如果太阳黑子的爆发方向接近地球也会造成重大影响。

以太阳活动和预测的二零一三年一样的一八五九年十一月的磁暴为例，当时的天文学家盖林顿（Richard Carrington）与哈德森（Richard Hodgson）第一次观测到太阳耀斑（solar flare）的产生，十八小时之后地球便发生了相当大的磁暴现象，也就是前述历史上著名的太空天气事件。当时在太阳风的高能粒子影响下，引发当时电报的传输电缆起火，并造成强烈的北极光，人们甚至可以在红色和绿色的极光下读报纸，在当时电子设备尚不普及，因此影响不大，如果类似的风暴发生在今天，它会干扰通信卫星，破坏手机服务，诱发长电缆、电力变压器放电，可能导致电力等基础设施瘫痪损害，甚至需要四至十年时间才完全痊愈。

不过太阳二零一三年真的是太阳的活跃期吗？事实上可能刚好相反，今年九月三日，科学家根据新的观测数据显示，太阳的活动持续在降低，有时甚至观察了好几个月，连一个微小的黑子都没有发现，同时美国国家统计局（NSA）的科学家比尔李文斯顿（Bill Livingston）和马特潘（Matt Penn）发现，在过去十七年里太阳黑子的磁场呈现下降的趋势，由图中可以估计出，太阳黑子的磁场平均每年降低五十五高斯左右，似乎与古玛雅预言中，太阳将在二零一二年冬至以后消失有点类似。



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从一九九二年到二零零九年二月，科学家比尔李文斯顿（Bill
Livingston）和马特潘（Matt Penn）统计的太阳黑子磁场，这是使用塞曼效应（Zeeman splitting
technique）观测红外线频谱所获得。（资料来源：NASA、NSA）

塞曼效应是指原子光谱在磁场会发生分裂，分裂的大小正比于磁场的强度。李文斯顿说：“根据我们的量测数据，太阳黑子似乎只有在磁场强度超过一千五百高斯时才会生成，如果目前太阳磁场减弱的趋势不变，我们将在不远的将来达到这个临界点，太阳将因为磁场太弱，无法形成太阳黑子。”

低太阳活动对地球的大气层有显著影响，当太阳黑子数目减少，太阳辐射减少，从而使地球大气层冷却和收缩，进而使高空空气稀薄、阻力减小，太空垃圾因此可以停留在地球轨道上更久。此外，宇宙射线在到达地球前通常会被太阳风阻挡，当太阳活动减少时，将会有更多的宇宙射线进入地球。也有一派学说指出，去年美国中部、欧洲和中国大陆的雪灾，也与太阳黑子减少造成辐射减少有关。◇