对于太阳的真实力量你知之甚少

闫小娟 韩大洋

【编者按】1989年3月13日晚11点，加拿大整个魁北克省的供电网络全部瘫痪，600万人在漆黑而寒冷的冬夜里，度过了惶恐的9个多小时，事后人们才知道，灾难的元凶就是太阳风暴。太阳，这个距地球1.5亿千米的巨大火球，只是内部一点点骚动，表面泛起了一点点波澜，就给遥远地球上的无辜人类带来这个惊心动魄的夜晚。

太阳及其大气结构

和地球相比，太阳好比是个大西瓜，地球就像一颗小小的芝麻。太阳的质量相当于33万个地球的质量，它每秒钟都在减少，而且减少的数量巨大—每秒损失550万吨的质量。这些损失的质量变成了光和热，使地球上的生物繁衍生息，它以这样的姿态在宇宙中光芒四射地存在了约50亿年，而且还能这样照耀我们50亿年。

 太阳损失的质量变成了光和热，使地球上的生物繁衍生息

太阳是一个剧烈活动的天体，这个圆形的火球表面可分为很多层。我们平常用肉眼看到的、发光的那部分是光球层，是温度最低的一层，大约为6000℃。太阳黑子就是在光球层上发生的一种太阳活动。太阳黑子是太阳表面一种炽热气体的巨大旋涡，温度为4000℃左右，因为比光球层表面温度低，所以看上去像一些深暗色的斑点，就像脸上长的黑痣。再往外是肉眼看不到的色球层，在这个地方，太阳的温度突然升高。日珥就是在色球层上产生的一种非常强烈的太阳活动，像是太阳面的“耳环”一样，因此也称“太阳的耳朵”。色球层再往外是上百万度高温的日冕层，日冕是太阳大气的最外层。日冕只有在日全食时才能用肉眼看到，其形状随太阳活动大小而变化。

太阳风暴来袭

太阳发出的能量除了光和热，还有一种能量叫太阳风。太阳风是太阳喷射出来的带电粒子流，充盈着整个太阳系。地球浸泡在太阳风中，因此太阳上出现爆发活动，地球就有可能遭受到太阳风暴的袭击，袭击一共会持续三轮。而太阳风暴因其强弱和性质各异，到达地球的时间有先有后，造成的影响也大不相同。

第一轮袭击是太阳耀斑发射出的电磁辐射，激增的X射线、紫外射线、射电波等电磁辐射以每秒30万千米的速度，8分钟左右就可以到达地球。这些辐射直接进入地球大气，影响地球的通信与定位系统。

第二轮攻击是随后而至的高能带电粒子流，这些粒子的速度接近光速，会在太阳爆发以后大约几十分钟到十几小时内到达地球附近的空间，从而使卫星运行的环境变得恶劣，并导致两极地区通信环境急剧变化，正在极区飞行的飞机将受到超正常剂量的辐射。

第三轮攻击是日冕上抛射出来的物质，以每秒几百千米到2000千米以上的速度扑向地球，大约需要花费2～4天的时间到达。它们通过行星际空间吹到地球和地球系统相互作用，引起地球空间系统的结构、形态、动力学过程发生复杂而剧烈的变化，并导致地球空间的电磁、粒子、中性大气等条件发生急剧变化，给在这个空间领域里运行的各种技术系统造成重大损害。

太阳风暴对地球的影响

不过，并不是每一次太阳风暴都会影响地球。太阳风暴发生在太阳的不同部位，有的直指地球，但更多指向地球以外别的地方，而且在它吹向地球的过程中，通过与复杂的行星际空间结构的相互作用，也会发生偏转，造成太阳风暴运动方向改变。

当太阳爆发的物质和能量朝向地球时，就有可能引起地球空间环境的扰动—相当于在地球附近爆炸数颗400万吨TNT当量的氢弹。如2003年11月的太阳剧烈爆发事件，从10月底到11月初，一系列大的太阳活动引发了第23太阳活动周内最强烈的空间天气事件，恶劣的空间天气给业务卫星、通信、导航、地面电力系统带来了一系列破坏，造成了嚴重的经济损失。在这次空间天气事件中，大量卫星发生故障、数据丢失，25颗卫星需要地面操作干预，日本EOS卫星丢失，英美多个航班被迫改变航线，全球短波通信中断，超视距雷达和民航通信出现故障，GPS导航系统发生故障，瑞典电网中断1小时，中国北方短波通信受到严重干扰。

 地球浸泡在太阳风中

 太阳耀斑发出的电磁辐射影响地球的通信与定位系统

 太阳风暴袭击地球

太阳风暴对人类的影响是高科技时代的“富贵病”。由于当前人类高技术的利用都与电磁现象有关，所以太阳活动最重要的损害，主要体现在高技术系统上，也就是说越先进的技术系统就越会受影响。作为一个越来越依靠空间技术的时代，空间天气对人类的危害越来越明显，并在航天、航空、通信、导航、能源、管网等各种行业和层面上体现出来。人们逐渐意识到，空间天气灾害已经开始成为危害经济社会和国防安全的众多气象灾害之一。

应对空间天气灾害

太阳风暴的攻击力很大，我们需要对它有正确的认知，才能及时应对空间天气灾害。现在，我们已经具备了天地一体化的空间天气监测能力，24小时不间断地监视着太阳的一举一动，在它要“搞事情”之前，通过分析监测数据、运用模型计算、经验预报会商，对未来3天、一周甚至是27天后的太阳爆发活动作出预报和判断，提前发布预警信息，提醒航天、航空、通信、导航等部门及时做好应对措施。另外，“神舟”飞船发射、航天员出舱行走、“嫦娥”探月飞行等一系列国家重大航天活动，也都离不开空间天气保障服务。

太阳风暴的无穷奥秘有待我们去破解！应对空间天气灾害，有无尽的发展机遇等待我们去把握！

 恶劣的空间天气会破坏地面电力系统