
★萬 ★物 ★生 ★長 ★靠 ★太 ★
陽———太陽活動對地球和人類的影響
沈海璋(北京天文臺)
太陽和地球是與人類關系最為密切的兩個天體。由于空間科學技術的發展,從而形成了一門邊緣學科———日地物理學。
太陽是個高溫熾熱的氣體球,是個巨大的輻射源。太陽中心區的氫核聚變產生的能量,主要以輻射形式穩定地向空間發射。太陽的結構,通常分成太陽內部和太陽大氣兩大部分。而太陽大氣又可再分為光球、色球和日冕三個層次。太陽內部幾乎集中了太陽的全部物質,其輻射能量的99%是這里產生的。地球光和熱幾乎均來自太陽,維持著我們人類和各種動植物的生存和發展。因此,不難設想,一旦太陽停止向地球供給能量,那么地面的溫度將降到接近絕對零度,這時地面上的行動停止了,生命活動沒有了,整個世界一片漆黑,死氣沉沉。相反,如果太陽投射到地球上的能量增加2~3倍,水全部被蒸發,赤地千里,地球上的生命也就無法生存。萬物生長靠太陽,這可不是一句向壁虛構之言。
太陽是個具有5×109年齡的恒星,應該說它已處在穩定的“不惑之年”。但它“人老心不老”,還是經常“火冒三丈”,不斷地進行演化(發生、發展、消亡的演化過程)。日面的物理現象,直接或間接地影響著地球。
特別是日面經常產生太陽黑子,(指的是太陽光球上出現的一種黑色斑點)它是太陽活動的基本標志。天文工作者,將觀測到的太陽黑子結果,合理地歸算到一起,確定出每年、每月觀測到的太陽黑子的相對數,定期公布。太陽黑子此生彼滅,時多時少,這種變化呈周期性增減,直接反映了太陽活動的強弱。在太陽黑子群附近,幾乎都有光斑。其上空的色球層中,總是出現譜斑和經常有日珥,多數耀斑也發生在太陽黑子附近。較強的太陽磁場,也總是集中在太陽活動區附近。
多年太陽黑子記錄,證實了太陽黑子活動周期的存在,周期平均長度為年。國際上統一規
定,從1755年這一年黑子數量低點開始的那個11年周期,作為第一個周期,以后順次排出每個11年周期的號數。從1986年起開始進入第22周太陽活動周期,現在正處22周的活動谷年。除11年基本周期外,太陽黑子磁場的極性分布有22年的循環,即太陽黑子22年的磁性周期(亦稱磁周期)。
太陽的連續輻射,有可見光以及電磁輻射,如γ射線、X 射線、紫外、紅外和射電波,以及太陽微粒流,又稱太陽風。太陽風與地球磁場相互作用形成地球磁層。例如,太陽上發生大耀斑時,伴隨著X 射線、紫外線等電磁輻射強度急劇增加和大量高能等離子體噴發,使地球磁層、電離層受到干擾,以致引起短波無線電通訊干擾和中斷,引起地磁暴、極光等地球物理現象;伴隨著特大耀斑噴發的高能粒子流,還會損傷人造衛星及其所載儀器設備,有時會傷害宇航員的生命。
地球高層大氣受到太陽活動的影響,溫度和密度,會發生很大變化,對氣象、水文、地震等也有影響。
太陽活動與生物圈的關系已形成了新的前沿科學。研究太陽上一些現象發生的原因、過程和如何對地球產生影響并預報這些現象的發生,對國防、國民經濟建設都有重大的意義。
太陽是給地球帶來了生命,但是,端倪可察,也給人們帶來了許多問題,使科學探索的道路坎坷不平。如對于歷史氣候有沒有變遷?長期爭論不休。中國科學院竺可楨副院長,從中國豐富的考古資料和歷史記載中,系統地論證了中國5000年來的氣候變遷。為什么有的世紀較冷、有的世紀較暖呢?竺老找到了歷史太陽黑子記錄,結果明顯地看出:在太陽黑子頻頻出現的世紀,對應的嚴冬次數也高。是太陽的變動制約著地球氣象的變化,許多長期氣候要素的變化,也存在著年周期。甚至一些天氣過程也直接受到太陽活動的影響。太陽———天氣和氣候的關系研究成
—
3—世界科學技術TSkT 科學論壇
20011.111