太阳黑子增多时,地球受到了什么影响?

太阳黑子增多时,地球受到了什么影响?
太阳黑子增多时,地球受到了什么影响?

太阳黑子增多时,地球受到了什么影响?
人们常说,太阳是万物之源,万物生长靠太阳.太阳给地球带来了光明和温暖,给人类以生存的条件,创造了人类生活的美好环境.但是,太阳活动特别是大爆发确实会影响和破坏地球环境,特别是近地空间环境.如太阳的强粒子辐射若到达地球,就会破坏宇航环境以及与之相关的现代尖端技术的试验和实施.太阳X射线爆发会引起地球电离层突然骚扰,因而导致短波通信衰减,甚至中断.但是,不管多强的太阳活动对我们人类平常的地面活动不会构成像地震那样的直接严重威胁.太阳和太阳爆发的能量辐射分为粒子辐射和电磁辐射.它们对地球大气的影响是不同的.
当太阳上有大爆发时,有时会喷射出大量的高能带电粒子流,人们把它称作太阳风暴.当这些高能带电粒子流到达地球轨道附近时,我们称它们为太阳质子事件.当这些粒子沿地球磁场到达地球极区时,人们称它们为极盖事件.高能带电粒子流会破坏卫星的控制系统和击毁电子元器件,从而导致航天器的控制系统和传感器失灵,以致整个航天器被毁；太阳高能带电粒子流还会威胁宇航员的生命,强太阳质子事件也会对在高纬地区飞行的旅客和乘务人员构成辐射威胁.另外,强高能带电粒子流对地球的冲击会引起地球电磁系统的变化和地磁暴,从而可能导致高纬地区高压输电网络和地下输油管道损坏.
除了粒子辐射外,伴随太阳耀斑,还发射强烈的X射线辐射.我们称它为X射线爆发或X射线耀斑.这种频率极高的辐射,在20世纪60年代,随着火箭的升空和宇宙飞行器的问世才被观测到.因为X射线爆发的绝大部分都被地球大气吸收了,在地面很难观测到它们.与太阳耀斑相伴的X射线爆发会引起地球电离层的扰动,使电离层的电子密度增加,这时通过电离层反射传播的短波无线电信号会被部分地、甚至全部地吸收,从而导致通讯衰减或中断.太阳紫外线辐射增强也会增加地球电离层的电离度,因而使地球大气向外膨胀,增加对中、低轨道卫星的拖曳力.
另外,太阳活动对气候、天气、人类的地面活动有没有影响呢?应该说是有的,但比起对空间环境的影响要弱得多,而且是间接的.
大家都听说过太阳活动的“蒙德极小期”,这是英国天文学家蒙德最先发现的,因而以其名命名.蒙德的研究证明,公元1645到1715年间,太阳上很少有黑子.这个时期,北欧气候非常寒冷.我国历史学家的考证证明,这个时期是人类有史以来最冷的时期,被称作“小冰河期”.我国的地震学家也证明,这个时期是华北大地震最多的时期.人们认为这个时期的寒冷和地震与太阳上少黑子有关.
从1801年科学家就开始研究太阳黑子与地球上旱涝灾害的关系,发现当日面上黑子少时,一些地区雨量就少,地面干旱,但是,后来有的统计研究认为当日面上黑子多时,一些地区雨量就少,地面干旱.这种对不同地区统计而得到的相反结果就很难使人相信地面雨量的多少与太阳活动有直接关系.从物理角度讲,太阳对地球的影响是全球性的,即便有关也是太阳因素经地球内因的作用进行了再分配.
太阳活动可能对人类的情绪和疾病有推波助澜的作用.空间物理环境随太阳活动（能量）的波动经日地能量耦合可能会影响地面人类的生理功能和疾病.一些研究表明动、植物的繁殖、发育和生长过程受太阳活动的调节.一些研究者指出,新生儿的死亡率和妇女的疾病发生率与太阳黑子活动强弱呈正相关关系.像一些传染病（猩红热、白喉症、痢疾、流感等）、心血管疾病、眼病等等的发病率都与太阳活动的强弱呈正相关关系.但是,应提请注意的是,这些影响不是太阳辐射的电磁波和粒子直接打到地面上引起的.一些科学家认为,起因于太阳风暴的地磁活动对人体内分泌水平具有显著的调制作用,人体的神经系统对地磁扰动非常敏感.当地磁活动强烈时,人类植物神经系统交感神经的紧张程度有提高,因而人类的攻击性行为加剧,交通事故增多,人的判断错误串上升.还有一些科学家和医学家认为人体有生物电.脑电图、心电图等的测试仪器就是据此而设计的.无数细胞生物电汇集,形成人体的电磁场.在通常情况下,人体电磁场和地球电磁场处于相互融洽状态.当地球磁场被强烈扰动时,会打破人体电磁场和地球电磁场的平衡,使人体的某些功能发生紊乱,影响人的情绪和诱发疾病.
近十几年来引起地球空间环境最强烈的、灾害性变化的太阳活动发生在1989年3月.3月初,日面上出现了一个大太阳黑子群,它的面积相当于几十个地球的面积.此黑子群发生的几十个强烈耀斑活动引起过39次强烈短波通讯突然骚扰,其中15次通讯部分中断,24次全部中断.这个黑子群发生的大爆发把大量的高能带电粒子抛向地球,在近地空间,或者说卫星轨道空间引起了一场灾难.据美国地球物理资料中心统计,1989年3月份,有46例卫星异常的记录.源于这个黑子群的太阳风暴到达地球,引起强烈地磁暴.这次强日地活动使加拿大魁北克省的大部分地区停电达9小时以上,600万居民受到影响,使魁北克省电力公司损失19400兆瓦的电力.
正是鉴于上述原因,不少国家非常注意太阳活动对地球环境的严重影响和控制.从60年代开始,纷纷成立日地空间天气的预报结构,进行相关研究和预报服务,并且成立了“国际空间环境服务中心”,总部设在美国.其下设有10个区域警报中心.有美国、加拿大、俄罗斯、日本、捷克斯洛伐克、法国、印度、澳大利亚、波兰和我国.随着我国航天事业的崛起和国防通讯事业的发展,我国从20世纪60年代末就开始了太阳活动预报的研究和服务,为我国的航天事业、国防通讯事业作出了有益的贡献.目前,我国正在组织有关单位制定“我国空间天气战略计划”.随着我国科学技术的进步,日地空间环境预报和服务必将为我国的航天事业,国防通讯事业作出更大的贡献.
然而,我们不要产生误解,更不必惊慌失措.太阳活动不会给在地面活动的人类带来像地震那样可怕的灾难,更何况能导致强烈地磁暴的太阳爆发是稀少事件