媒体称「太阳 4 天内发出两次 X 级耀斑，几天后将指向地球 ...

Leo962

近日消息，据媒体报道，太阳在最近4天内发出两次X级耀斑，几天后将指向地球，或引发强烈地磁暴。
据悉，日冕物质抛射的级别分为A、B、C、M、X五个级别，其中A为最小级别，X为最大级别，在2003年10月底，科学家目睹了一场有记录以来最大的太阳耀斑爆发，级别达到X28，致使瑞典南部的5万户居民短暂失去电力供应。 去年4月份，太阳也爆发了一次X级别的耀斑，强度为X2.2，持续17分钟，属于一个比较正常的时间。 那次耀斑发生在北京时间2022年4月20日12点前后，我国处于向阳侧，在8分钟后，急剧增强的电磁辐射到达中国地区，引起了中国区域电离层的突然骚扰，干扰了无线信号的传播，导致短波无线电信号衰减。
报道称，X2.2级表示耀斑软X射线峰值流量为2.2*10-4瓦/平方米，在1秒内能释放出1025焦耳的巨大能量，当次爆发大约相当于几十亿颗巨型氢弹同时爆炸。 据了解，太阳活动具有11年左右的周期性，目前正处于第25太阳活动周，根据太阳黑子的监测和国内外专家预测，本活动周峰值将出现在2025年前后，现在太阳活动整体上还没有进入高年，2-3年后，才会达到峰值，太阳爆发将更加频繁和强烈。（文/环球网财经 资料图/央视新闻）

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本文着重讨论太阳活动对地球气候的相关联系和影响。
本次耀斑爆发

据媒体报道，1月6日、9日、11日，太阳分别爆发了三次X级耀斑，其中6日为X1.2级，9日为X1.9级，11日为X1级耀斑。这个X级别是耀斑等级的最高等级。（地球电离层对太阳软X射线辐射强度变化反应敏感，所以国际上也广泛采用1~8埃的软X射线辐射强度对X射线耀斑进行定级。按照美国GOES卫星观测的软X射线峰值流量的量级将耀斑分成五级，分别为A、B、C、M和X，各等级后面的数值表示X射线峰值流量的具体数值。）


短短五天太阳爆发了三次X级耀斑，这是2017年以来太阳最为活跃的耀斑爆发。太阳耀斑这是太阳活动的重要表现，是太阳表面局部区域突然和大规模的能量释放过程，引起局部区域瞬时加热，向外发射各种电磁辐射，并伴随粒子辐射突然增强，所辐射出的光的波长横跨整个电磁波谱。大多数耀斑都发生在太阳黑子群的上空，且黑子群的结构和磁场极性越复杂，发生大耀斑的几率越高。当太阳耀斑发生剧烈爆发就会导致地球磁层相应发生剧烈变化，从而引起地磁暴的发生。地磁暴会对航天器、输电线、无线电通讯等造成明显影响。太阳耀斑和地磁暴也会使得极地的极光活动变为频繁。



中央气象台风云三号卫星观测太阳图像

太阳活动可能的影响气候途径

在中国气象局评选的我国2022年十大气候事件中，太阳耀斑入选，自2019年12月太阳进入第25个活动周以来，太阳活动日渐活跃。2022年4月，共爆发28次中等耀斑和5次大耀斑，多于此前三年中等以上强度耀斑事件的总和。那么太阳活动和地磁活动如何影响天气和气候？


目前研究表明，太阳活动与地球上天气气候变化之间确实存在着一定关系。有三种可能的途径：1.太阳活动→地球大气电离程度→大气经圈环流→天气气候变化；2.太阳活动→紫外辐射→臭氧层→平流层热状况→天气气候；3.太阳活动→地球磁场→地球自转速度→大气和海洋环流→天气气候。
在太阳活动的高峰期，地球大气的电离程度比较强，尤其是在高纬度地区。这样，在电磁场的作用下，高纬度大气电离化的增强将导致高纬地区大气的经圈环流的加强，经圈环流的增强意味着高低纬度的冷热交换加剧，大气活动会明显增强，全球的降水量可能增多。卫星观测表明，平流层上层的臭氧混合比与太阳辐射加热有明显的正相关关系，太阳辐射加热强，在2百帕高度处的臭氧混合比就高。这样，太阳活动所引起的辐射量（尤其是紫外辐射）的增加将使得平流层的臭氧量及其分布发生变化，从而引起平流层热状况的变化。平流层热状况的变化必将引起平流层温度场的变化，平流层大气环流也将发生变化，进而通过罗斯贝波的异常影响对流层大气环流的改变，最终引起天气气候的变化。



大气长波：罗斯贝波

因为罗斯贝波可以通过对流层顶而垂直传播。太阳活动引起地球磁场的变化，磁场的变化将引起地壳内部磁流体运动的改变。因为地球外核是以铁镍为主要成分的熔融态合金，其黏滞度近似于水，也可视为磁流体。地球磁场的变化将引起地球外核流动的改变，而外核流动的改变通过核幔耦合作用，包括电磁耦合、黏性耦合、热力耦合和地形耦合等过程，又将对地幔产生影响，然后又引起地球自转的变化，然后通过地球与大气和海洋的角动量交换将引起大气环流和海洋环流的变化，最终影响天气气候。
太阳活动和气候相关性的例子

例如，太阳黑子的全影和半影比率（Rs）与北半球地面气温异常在长时间的变化趋势上有正相关变化，Rs值大时，则北半球气温偏高。太阳活动不仅与大范围的气候状况有关，还与一些局部地区的天气气候现象有一定关系。例如，英国大气闪电次数与太阳黑子数之间也有正相关关系，在太阳黑子多的年份，英国大气闪电也多，反之亦然。
分析表明，太阳黑子的11年周期与夏季西太平洋副热带高压的南北位置存在着较好的对应关系。一般在太阳黑子11年周期的低值期，夏季西太平洋副热带高压位置往往偏北，对应中国夏季主要雨带也偏北；相反，在太阳黑子11年周期的高值期，夏季西太平洋副热带高压位置偏南，中国夏季主要雨带也偏南。另外，太阳黑子数量由峰值下降的时期，长江流域大涝频繁，1885年以来长江流域出现的21个大涝年中，有18年就处在太阳黑子的下降期。太阳黑子11年周期与中国夏季气温呈明显的双振动现象，即在太阳黑子的峰、谷值年附近，夏季我国大范围气温偏低；而在峰、谷年之间的年份，我国夏季大范围气温偏高。1951年以来，我国东北地区出现的6个严重低温冷害年（1954年、1957年、1964年、1972年和1976年），其中就有5年在太阳黑子的峰、谷年附近。80年代以来，全球变暖，东北地区没有出现严重的低温冷害，但在4个太阳黑子的峰、谷年（1981年、1986年、1989年和1996年）中，有3年东北大部地区夏季温度比常年偏低。



54-55年冬是建国以来最冷的冬季之一

在分析太阳活动与地球气候变化之间的关系时，人们还发现对分析资料的处理也是十分重要的。例如，每年某地区的地面气压同太阳辐射通量之间并没有明显的关系，但如果考虑了平流层的准两年振荡（QBO）特征，仅就QBO的西风位相年进行统计分析，太阳辐射量的变化同南北气压差的变化间有正相关关系，而同查尔斯顿的气温变化有负相关关系。
全球增暖及其影响是大家极为重视的问题，温室气体排放的增加被认为是祸首。但最近的一些研究表明，地球平均气温的变化同太阳活动也有一定的关系，太阳活动也可能是全球增暖的一种因素。
总结

但是太阳活动引起的这些气候变化是中长期的过程，普通人感知不会太明显，这次太阳活动的加剧也暂时不会对普通人造成明显影响。而且总的来说影响气候的因素非常复杂，还包括地球系统内部的因子，即海洋圈、冰雪圈、大气圈、岩石圈、生物圈。太阳活动对气候的影响主要集中在气温和降水，但与系统内部因子比较，它对气候的影响更小。
参考资料：
[1]李崇银,太阳活动如何影响天气气候变化.2008
[2]太阳耀斑，百科

WY20172017

虽然不是很懂
但是它笑得真的好开心啊

乐态思

媒体称，据媒体报道，你都不知道是谁先援引谁，到最后，第一个发布信息的媒体成了最神秘的媒体。

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1月12日更新：
感觉很多童鞋对坐飞机有疑虑，跟做太阳的同事聊了下，现在民口的空间天气预报和空间环境预报都归气象局管【至于为什么不是天文台、空间中心管，这里有一个很长很长的故事】，他们会与航空部门、航空公司、国家电网等有直接联系，自然有各种预案。真有问题航空公司就停飞了。
我们知道电磁波速度是光速，高能质子流最快能到亚光速。所以如果耀斑爆发的时候你正好在高纬/极地飞行，又如果碰巧这次质子流的速度很快，那可能会对你有影响。除了对极区短波通信的影响（从而影响飞行）外，还由于辐照剂量增大，对你身体健康造成影响。
受到最大影响的当然还是卫星、航天器这些。飞机乘客毕竟在地球磁层以下，受到地球磁层的大力保护。而卫星和航天器在磁层以上，相当于在高能粒子流中裸奔，极有可能遭到毁坏。对于在空间执行任务的航天员，身体健康也可能受到较大的威胁。

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太阳耀发对我们的影响可分为三个阶段[1]（图一）：首先是各种增强的电磁辐射对地球电离层的扰动，电磁波传播速度为光速，所以到地球只需要8分钟；然后是高能带电粒子流（绝大多数是质子）导致地球周围的高能带电粒子数量剧烈增加，比如太阳质子事件[2]，粒子流传播速度为每秒几千到十几万千米，所以最快十几分钟就可以到达地球；最后是日冕物质抛射，这些等离子体传播速度为每秒数百至上千公里，所以要1—2天之后到达地球。



太阳耀斑的三轮攻击，来自参考【1】

对我们影响最大的是日冕物质抛射引起的地磁暴，会对卫星造成较大的影响，比如：

地磁暴就是全球性地球磁场剧烈扰动的现象！发生强地磁暴时，会导致地球低轨道大气密度的急剧增大，对卫星的拖曳效应迅速上升，引起卫星轨道的快速衰减；会导致磁尾热等离子体注入，地方时子夜到凌晨的中高轨卫星的表面充放电效应概率增高；地磁暴及其后数天，可能引发高能电子暴，高轨卫星的深层充电效应概率增大；可能发生电离层暴，引起全球导航定位精度下降。
来自参考【1】

回到问题，虽然X级耀斑是最大级别的耀斑（A、B、C、M、X），但看新闻也就是X1级别，没啥事。作为对比，目前太阳已经进入cycle 25（11年为1个周期），在cycle 24里最大的应该是X9级别，当时的报道是导致地球朝向太阳一侧的高频无线电通信大范围失灵，失联时间长达1小时[3]。但是我们好像也没啥印象，对吧？



2017年X9.3级耀斑的X射线流量

而作为记录中最大的太阳耀发事件卡林顿事件（1859年），据推断为X45级耀斑（Cliver & Dietrich 2013），那才是对我们普通人生活造成重大影响的存在[4]。
所以，这次事件最多是给太阳的研究学者们增加了一次X级耀发的案例，给他们的数据多了一个数据点吧～