太阳风暴的形成原因，对地球影响有多大?

伤我心太深

　　太阳风暴的形成原因是什么？太阳风暴对地球影响有多大?分析11年一次的太阳风暴爆发。太阳活动以11年为一循环，2000年太阳正处于活动高峰期。在活动高峰期，太阳的一些区域能量增加，太阳表层在某一时期突然向空间释放大量带电粒子，形成高速粒子流，科学家称之为“太阳风暴”。

　　太阳风暴从炽热憋闷的太阳身上逃逸出来，夹带着数量惊人的X射线、等离子电荷和巨大磁场，穿越了几百万公里的空间路程，向着人类居住的地球扑来，与地球磁场发生撞击后产生地磁冲击波。它于2000年6月、7月连续两次袭击地球，造成人造卫星短路，使寻呼机、手机等靠卫星传播的无线电通讯、飞机和船只的导航以及电力供应受到严重干扰，甚至使个别国家的金融服务陷入脱机状态，信用卡交易也被迫中断。

　　太阳风暴,太阳风暴对地球影响有多大?

　　太阳风暴是太阳磁场变化到一定程度导致能量爆发的产物，由于太阳的日冕层的高温的作用，氢，氦等原子被电离成带正电的质子，氦原子核和带负电的自由电子等粒子。这些带电粒子运动速度非常快，导致不断有带电粒子挣脱太阳引力束缚，射向太阳的外围，从而形成了太阳风暴。

　　太阳风暴的速度一般在200-800km/s，太阳的磁场变化周期大约为11年，从而导致太阳风暴的周期的变化，在太阳极小期，从太阳的磁场极地附近吹出的就是高速太阳风暴，在太阳磁场赤道附近吹出的就是低速太阳风暴。

　　经研究发现，太阳风暴所产生的高能射线以及粒子流很有可能对围绕地球的人造天体造成不同程度的损坏，有记录记载，太阳风暴的爆发已经对地球和人类的生活产生了重大的影响。下面我们一起来看看太阳风暴对地球影响有多大。





　　在太阳活动高峰期，1989年的太阳风暴曾使加拿大魁北克省和美国新泽西州的供电系统受到破坏，总体损失超过10亿美元。

　　科学家通过探测器的探测得知，太阳表面布满复杂的磁场线的环圈，这些磁场线的环圈似乎和太阳风暴的形成有很大的关系。
　　太阳的磁场每11年逆转一次，这个年限正是太阳活动高峰期和低峰期的周期，逆转时期正是环圈最活跃的时期，同时太阳风暴产生得也最多。太阳磁极逆转的时候就像整个星球由内向外翻，当新结构在太阳表面下形成时，似乎环圈向外释放了大量的能量，于是磁能量在太阳表面引发了太阳风暴。

　　太阳风暴夹带着大量的磁力向太空喷涌而去，其中大部分都不为人知地悄悄消逝在空中，不会产生什么重大影响，只有其中少数的几个能最终到达地球。

　　人们一谈起太阳风暴就难免想起辐射、安全等让人头疼的问题，其实太阳风暴也有充满魅力的一面，那就是极地上美丽的极光。极光是由于太阳风暴撞击到地球的大气层上而引起的一种光学效应，这股带电粒子流激发空气中的氧原子和氮原子，以红、绿和蓝色释放出宇宙能量，形成了神秘而又扑朔迷离的极光，照亮了极地的天空。但是当极地以外的地区发现极光时往往不是什么好的现象，因为它表示带电粒子流的能量非常强，已经突破了地球的电离层，经常是有破坏性的太阳风暴来临的征兆。由于2000年是太阳活动的高峰年，太阳风暴频频光顾，因此在非极地地区的美国的阿拉斯加、德国中部和南部地区、瑞典的斯德哥尔摩以及我国的新疆等地都见到了难得一见的极光的踪影。





　　大气层中的臭氧是地球生物的“保护伞”，能抵御来自太阳的有害辐射，主要分布在距地面20—30公里的大气中。臭氧的产生主要是依赖于紫外线的照射。具体的过程是，在赤道地区平流层的高层，由太阳紫外线击碎氧分子，使之分裂成两个氧原子，每个氧原子再和另一个氧分子结合，形成了由三个氧原子构成的臭氧。近年来，随着人类大量消耗臭氧层物质，导致大气层中臭氧含量逐年减少。据中科院臭氧研究专家介绍，太阳风暴携带的大量紫外线，大部分在高空被吸收了，实际到达臭氧层的紫外线强度并没有明显的增加，如果带电粒子流能量太强的话则有可能到达臭氧层，从而对臭氧层造成破坏。但一般而言，太阳风暴不会对臭氧层造成太大的破坏。太阳风暴包含有三类射线：一类是X射线、无线电，它们以光速飞向地球，但通常都在高空中被电离层吸收;第二类是高能带电粒子和质子，它们达到地球一般需要20多个小时，但只从两极侵入地面，中国绝大多数地区不受影响;第三类为等粒子，影响短波通讯，但这些粒子大部分也在高空被吸收。

　　太阳风暴发生时，真正能倾泻到人们身上的紫外线、红外线、可见光与平时没有多大区别，也只是等效于平时在户外多待几分钟至几十分钟。如果阳光斜射或阴天，则影响更小，因此不用担心在烈日下被灼伤。
　　太阳风暴对地球100公里以上的空间扰动厉害，但地球表层的电离层对地球起了保护膜的作用。专家认为，每11年出现一次的太阳活动高峰年不会对大多数人群造成明显伤害。

　　随着人类迈入高科技的21世纪，对航天、通信等依赖性越来越大，而这些领域的地面和空间的技术系统对空间恶劣天气条件变化的适应性却是如此的脆弱，有鉴于此，世界范围的科学家正在实施各类空间天气计划，提高监测、研究和预测太阳风暴的能力。我们知道，太阳风暴如果发生大能量的冲击，很可能造成严重的后果，甚至比1989年魁北克事件更具破坏力。

　　由法国和芬兰科学家共同完成的一项研究发现，在太阳背对地球的一面，不断有太阳风生成。科学家通过对它的观察，确定了太阳主要热点所在的位置。这样，就可以容易地计算出两周以后，当太阳的这一面面向地球时，这些光束是否会射向地球。科学家们利用这个观察结果，研制成功了预报两周后太阳风暴的技术。
　　虽然我们对太阳风暴的预测预报水平正在逐步提高，但是要在准确的基础上进行全面的太空气象预报，正如专家所言，我们还有很长的路要走。





　　《太阳风暴对地球影响有多大?》

　　一些科学家预测2012年地球将遭遇强太阳风暴袭击，届时将给地球带来“多米诺骨牌式”的影响，其影响力将渗透到现代社会的方方面面。人们不禁会问，这次太阳风暴是否真的会到来?它究竟会给人类带来什么影响?
　　太阳风暴是指太阳在黑子活动高峰阶段产生的剧烈爆发活动。它爆发时释放大量带电粒子所形成的高速粒子流，严重影响地球的空间环境，破坏臭氧层，干扰无线通信，对人体健康也有一定的危害。

　　空间天气和人类关系密切，太阳风暴可能对高度信息化的人类社会以灾难性打击。首当其冲的受害者是人造卫星。2000年7月14日，日本的“宇宙学和天体物理高新卫星”(ASCA)在太阳风暴中失去能源，姿态失控，几个月后便坠入了大气层。在几个小时内，太阳风暴就能使人造卫星的寿命缩短大约两年。因为带电粒子会侵蚀卫 星的太阳能电池板，同时它还会在电路中引发错误的指令，或者造成放电等卫星故障。此外，太阳风暴能量的注入会使得地球大气层膨胀，增加了低轨卫星的大气阻尼，让它们提早坠落。

　　接下来毁坏的是供电系统。1989年3月13日，加拿大魁北克省有600万人在没有电力的情况下度过了9个小时，因为太阳风暴毁坏了电网中的变压器。原来，随太阳风暴爆发时侵入的等离子体，会造成地球磁场的快速变化，变化的磁场在电网中诱导产生电流。但是电网的设计无法应付这些直流电，于是最大的危险就会出现在电网中造价高昂且难于更换的变压器上。不断上升的直流电会产生强磁场，它会使得不堪重负的变压器磁核饱和，其结果就是变压器的铜线升温熔化。

　　太阳风暴还会影响GPS的无线电信号。它不仅会干扰传播信号的电离层，还会产生额外的噪音信号。在2003年万圣节的太阳风暴中，除了民航客机的导航系统受到影响，太阳风暴中的高能粒子还干扰了飞机的无线电通讯。特别是对于高纬度地区的航线，由于地球磁场的保护作用较弱，太阳风暴甚至会使得航班改变航线达数天之久。

　　太阳每隔11年就会进入一次活动高峰年，会向外面抛出很多物质，就像“打喷嚏”一样，这让离它1.5亿万千米的地球也“感冒”。其实太阳风暴对人类的影响一直存在，只是近年来随着科学技术的发展，人类建立的高科技系统规模越来越大，对这些系统的依赖程度越来越高。而这些系统对周围环境的变化也越来越敏感，因而技术系统的灾害事件对人类社会影响的程度也就越来越大。目前来看，对于太阳爆发活动敏感的高技术系统主要有：航天、通信、导航、电网、输油管道等系统。

　　但是太阳风暴对地球的影响并非那么“耸人听闻”。太阳风暴的影响主要集中在外太空，而由于地球磁场和大气层的阻挡效应，生活在地球上并不会因此受到过于明显的干扰。专家们表示，当太阳风暴活动活跃时，黑子不断燃烧、爆炸，期间释放的大量紫外线会使地球上空的电离层浓度突然增加，吸收掉短波的能量，从而造成对短波无线电信号的干扰。但日常生活中人们使用的手机，包括部分无线电都不通过电离层传播信号，因此一般的太阳风暴对地球表面的通信影响不会太大。理论上，一般的太阳风暴强度还不至于冲破地球大气和磁场的保护，对地球上的现存物种构成致命威胁。





　　太阳风暴发现经过
　　1850年，英国天文学家在观察太阳黑子的时候，发现太阳表面上出现了一道小小的闪光，持续了5分钟。他认为这是一颗陨石掉落在了太阳上。

　　1899年，美国天文学家发明了一种太阳摄谱仪，能够用来观察太阳发出的某一种波长的光。这样，人们就能够靠太阳大气中发光的氢、钙元素等的光，拍摄到太阳的照片。结果查明，太阳的闪光和什么陨石毫不相干，那不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。

　　20世纪20年代，由于精密仪器的发明，太阳风暴的发现已经成为普通现象，它的出现往往与太阳黑子有关。
　　1962年，美国的水手2号探测器发现了太阳会在太阳黑子活动的高峰时产生太阳风暴，科学家把太阳风暴的现象比喻为太阳打喷嚏。

　　太阳风暴活动周期

　　太阳风暴随太阳黑子活动周期每11年发生一次，当每11年周期终结时，太阳黑子数目将会下降，太阳风暴会衰减，所有都会风平浪静。这个“太阳活动极小期”并不长久，在一年以内，黑子和风暴将逐渐变强，一个新的太阳活动高潮即将降临。截止到2011年，人类对太阳黑子数量较为完整的记录积累了23个周期。

　　太阳风暴形成原因
　　太阳风暴是太阳因能量增加向空间释放出的大量带电粒子形成的高速粒子流。所以太阳风暴中的气团主要内容是带电等离子体，并以每小时150万到300万千米的速度闯入太空。太阳风暴随太阳黑子活动周期每11年发生一次。它是一种太阳自身的周期性变化。每个周期内都会有峰年，这时太阳表面会产生大耀斑和巨大的黑子群，而黑子群释放的气体和带电粒子与地球磁场发生撞击后会产生地磁冲击波，而后引发地球磁暴，这就是太阳风暴的形成过程。

　　太阳风暴对地球的影响

　　太阳风暴对地球影响到底有多大?太阳风暴期间，太阳发出的X射线和远紫外线(指波长为0.1～140纳米的电磁波)、射电波(指波长为1毫米～10厘米的电磁波)以及高能粒子流(如质子、α粒子、电子等)等离子体云等都会大大加强，从而会引发相关的地球物理现象发生。

　　太阳风暴期间所射出的X射线会比平时增加1000倍，X射线的增加会大大增加地球大气中电离层的电子密度，从而使短波无线电通讯受到严重干扰，甚至会导致无线电通讯中断。例如，1989年太阳活动22周峰年期间，一次大的太阳耀斑曾使地球上的短波无线电通讯中断达1小时以上。太阳风暴时产生的高能粒子流会使空间飞行中的一些探测仪器和计算机系统受到严重损害，并会直接威胁到太空飞行人员的生命安全。全球定位卫星GPS9783在太阳活动22周峰年期间共发生了13个位翻转错误。太阳风暴时的高能质子会在地球的近地空间造成通量较大的太阳宇宙线事件，被称为质子事件。同时这些高能质子还会使地球两极上空的大气发生扰动，导致短波通讯中断等。太阳风暴时紫外辐射的强烈变化会直接改变地球高层大气的温度和密度，从而会使人造卫星等空间飞行器的轨道发生改变，直接威胁其运行安全。

　　大家都知道磁暴会导致地球外围以及地球上一些仪器发生巨大的故障，然而太阳风暴就会引发这种磁暴。

　　太阳风暴是太阳因能量增加向空间释放出的大量带电粒子流形成的高速粒子流。由于太阳风暴中的气团主要内容是带电等离子体，并以每小时150万到300万公里的速度闯入太空，因此，它会对地球的空间环境产生巨大的冲击。太阳风暴爆发时，将影响通讯、威胁卫星、破坏臭氧层。
　　向地球方向涌来的质子在抵达地球时，大部分会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层，从而引起极光和各种电现象。向地球方向射来的强大质子云的一次特大爆发，会产生可以称为“太阳风暴”的现象，这时，磁暴效应就会出现。

　　太阳风暴爆发记录
　　2010年8月3日，NASA公布了太阳动力学观测卫星(SDO)1日通过极紫外线相机拍摄到的太阳北半球耀斑爆发。各国天文工作者目睹了一场剧烈的太阳耀斑爆发，耀斑下的太阳黑子足有地球大小，这次爆发随后引发了太阳表面更大范围内的太阳风暴，向上亿公里外的地球喷发出大量带电粒子，形成一股强烈的太阳风。科学家预测，携带大量带电粒子的太阳风暴预计于4日抵达地球，在两极产生强烈的极光现象。

　　美国宇航局的科学家预测，太阳风暴产生的带电粒子流将于3日“击中”地球，冲击地球磁场，同时在地球两极产生强烈的极光，那将是非常壮观绚丽的景象。然而，专家警告，如果太阳风暴过分剧烈，将会破坏地球卫星，导致全球大范围的电力和通信系统中断。

　　2011年2月，天文学家称，地球即将迎接一场猛烈的“太空风暴”，它将导致地球卫星通讯中断、地面航班停飞和大范围地区断电，带来数千亿美元的经济损失。
　　天文学家警告指出，在面对较大的太空风暴，人类则变得非常渺小和脆弱，这在任何历史时期都已得到证实。人类应当做好迎接一场全球性灾难。太阳风暴朝向地球释放大量放射线和带电粒子，将损坏人造卫星、影响航班和手机网络系统，专家称，如果该太空风暴非常强大，甚至能够严重影响股市和全球经济，切断电力供给数周或者数月时间。

　　2011年3月中国气象局国家空间天气监测预警中心监测显示，3月7日12时至8日12时，太阳表面连续发生了9次中等级别的耀斑，并伴随有太阳风暴事件。专家表示，此次耀斑的高密度爆发对地球的影响轻微。
　　监测显示，3月6日，太阳表面同时出现多个复杂的黑子活动区，能量迅速积聚。从3月7日12时至8日12时，黑子活动区相继爆发9次M级耀斑。其中3月8日凌晨4时左右，位于太阳表面西半球的黑子活动区(11164)爆发的M3.7级耀斑还伴随有太阳风暴事件。预计太阳风暴将于10日至11日影响地球，并引发磁暴和电离层的扰动。
　　据中国气象局国家空间天气监测预警中心研究员薛炳森介绍，多个黑子活动区同时在太阳表面出现，且活动区磁场分布复杂，是造成本次连续耀斑爆发的主要原因。经过集中爆发后，整个黑子活动区能量已迅速减弱。他表示，虽然此次高密度耀斑爆发事件在本期太阳活动周尚属首次，但从整体上来看只是相对普通的太阳爆发过程，是太阳活动周期性的正常表现，对地球造成的影响轻微，公众不必恐慌。

　　2012年3月，美国宇航局图像所显示的太阳表面上的极紫外线波长

　　2012年3月初，美国气象专家表示，近五年内最强烈的一次太阳风暴会于3月8日袭击地球。这次风暴会在格林尼治标准时间8日6点至10点间(北京时间：14至18时)发生，太阳会释放出大量的带电粒子。此次太阳风暴可能会扰乱电网、卫星导航系统(GPS)和飞机航线。
　　2012年7月，地球躲过了一枚子弹 。更确切地说，是那枚子弹射偏了。如果它击中地球的话，我们就有大麻烦了。这枚子弹，是一场太阳风暴，是太阳向外爆发出来的上十亿吨等离子体。
　　2013年2月，美国宇航局警告称，地球即将遭受空间风暴，而科学家将太阳风暴比喻为太阳打“喷嚏”。对此，中国科学院研究员表示，NASA关于太阳风暴的预测应该是基于太阳活动长期变化规律得出的结论，判断2013年下半年可能会再次达到一个阶段性高点。

　　太阳风暴造成的灾难事件
　　1989年3月13-14日，太阳风暴造成加拿大魁北克地区电网停电;全球无线电通讯受到干扰;日本一颗通讯卫星异常;美国一颗卫星轨道下降。
　　1991年4月29日，强磁暴发生后使美国缅因州核电厂发生灾难性破坏。
　　1994年1月20-21日，两个加拿大通讯卫星发生故障。
　　1997年1月6-11日的日冕物质抛射使AT&T公司通讯卫星报废。
　　1998年5月19日美国银河四号通讯卫星失效，同时德国一颗科学卫星报废。
　　2000年7月14日欧美的GOES、ACE、SOHO、WIND等重要科学研究卫星受到严重损害，日本的ASCA卫星失控，AKEBONO卫星的计算机遭到破坏。
　　2003年10月28日，欧美的GOES、ACE、SOHO、WIND等重要科学研究卫星受到不同程度损害，日本“回声”卫星失控。
　　2010年8月4日晚(格林尼治时间)，受太阳风暴影响，英国出现壮观的极光现象。位于同一磁纬度的丹麦和美国北部密歇根州也出现了壮观的极光现象。8月1日，太阳表面出现太阳风暴，数吨等离子体抛入行星际空间。当这些等离子体抵达地球大气，便产生绚丽的极光。

　　太阳风暴相关消息
　　2015年是否会有太阳风暴

　　据国外媒体报道，科学家认为2015年很有可能爆发一次太阳风暴，太阳风暴前一个周几结束与2008年，而2015年正好是11年平均周期中最活跃的时期。
　　即将到来的2015年或面临强大的太阳风暴，科学家们正在通过设置全球联网的监测站对太阳风暴进 行观测，以研究在太阳活跃期所发生的现象。

　　太阳风暴的应对措施

　　由美国特拉华大学、韩国忠南大学和汉阳大学的科研人员共同研发出一种新型太阳风暴预警系统，可针对特定辐射级别，预测高能带电粒子何时达到峰值。该系统的设备可测量太阳风暴中首先抵达地球的高能、高速带电粒子流强度，从而使研究人员提前评估此后到达地球、速度较慢、但潜在危险更大的粒子流，预测其潜在危险水平。
　　报告作者之一、特拉华大学科研人员约翰•比伯说，提前166分钟发出预警，可让在太空执行任务的航天员躲进航天器内的隔离区，也可提醒在地球磁场较弱的极地飞行的驾机者及时降低飞行高度，以便受到地球磁场更多保护。
　　面对太阳风暴对地球的影响，我们还有很多保护不到的，但是尽量减少损失才是目前最应该做的，科学家们依旧在研究该如何更加全面的保护地球免受太阳风暴的影响。