謝飛

太陽與它的巨大能量

想知道太陽為什么打噴嚏，還得先了解一下太陽本身。太陽是一個以氫氣為主要成分的巨大球體。它的半徑大約是地球的109倍，體積大約是地球的130萬倍，質(zhì)量大約是地球的33萬倍。太陽的溫度非常高，表面溫度在5 500攝氏度左右，核心部分的溫度高達1 600萬攝氏度，屬于超高溫。

從太陽的中心部分到半徑大約15萬千米的范圍內(nèi)，大量氫的原子核經(jīng)過融合聚變，每2個氫原子聚變成1個氦原子核，這一變化被稱為熱核反應(yīng)。熱核反應(yīng)發(fā)生的時候，會釋放出極大的能量，發(fā)射出大量的熱和光，這就是太陽的能量源。

日冕上的黑洞

從用X 射線或遠紫外線拍下的日冕照片上，可以觀察到，在日冕中長期存在著大片的長條形的或是不規(guī)則形的暗黑區(qū)域。這一區(qū)域里的X 射線強度比其他區(qū)域要低得多。從表觀上看就像日冕上的一些洞，人們形象地稱之為冕洞。冕洞是太陽磁場的開放區(qū)域，這里的磁力線向宇宙空間擴散，大量的等離子體順著磁力線跑出去，形成高速運動的粒子流。粒子流在冕洞底部的速度為16千米/ 秒左右，當(dāng)?shù)竭_地球軌道附近時，速度可達400千米/ 秒以上。這種高速運動的等離子體流也就是我們所說的太陽風(fēng)。

太陽黑子

當(dāng)太陽表面某些區(qū)域的氣體暫停翻滾時，就會形成黑子。因為下面沒有炙熱的氣體升上來，所以表面會因溫度下降而變暗。太陽黑子一般出現(xiàn)在磁場聚集的地方。黑子是太陽表面可以看到的最突出的現(xiàn)象。一個中等大小的黑子大概和地球的大小差不多。黑子的形成和消失要經(jīng)歷幾天到幾個星期不等。在過去的300年中，太陽黑子數(shù)按11年的周期有規(guī)律地增加和減少。太陽像我們地球一樣也有著季節(jié)性的變化，不過太陽的一年是我們地球的11年。黑子群，特別是伴有復(fù)雜磁場的黑子群常常是耀斑爆發(fā)的位置。

具有超大能量的太陽耀斑

在黑子群附近，有時會看到一大片明亮的閃光，發(fā)射出耀眼的光芒。這種光一般只存在幾分鐘，個別能長達幾小時，亮度由強變暗，直到消失。這就是太陽上最為強烈的活動現(xiàn)象——耀斑。太陽耀斑出現(xiàn)時會釋放大量的能量。一次不起眼的耀斑亮點所釋放的能量相當(dāng)于10萬至100萬次強火山爆發(fā)的總能量，或相當(dāng)于上百億枚百噸級氫彈的爆炸。一個特大的耀斑釋放的總能量相當(dāng)于100億顆百萬噸級氫彈爆炸的總能量。隨著激烈的太陽耀斑的爆發(fā)，存在于太陽表面的等離子體變成高能帶電粒子，大量地以極快的速度飛往宇宙空間。這種現(xiàn)象被稱為日冕物質(zhì)噴發(fā)。

地球的“保護傘”

如果太陽耀斑正對著地球爆發(fā)了，這時受太陽風(fēng)的影響，會有大量等離子體變成暴風(fēng)直接襲擊地球。這就是太陽公公的大噴嚏了。太陽風(fēng)暴如果直接吹到地球上，那后果不堪設(shè)想。幸好地球有自己的保護傘，能把太陽風(fēng)暴對地球的影響降到最低。地球的這個保護傘就是地球所擁有的磁場。

地球磁場在地球周圍形成了一層由看不見的粒子組成的磁氣圈。它可以阻擋來自太陽的大量高能帶電粒子流，有效阻擋太陽風(fēng)的侵襲。如果沒有磁氣圈的阻擋，太陽風(fēng)的粒子流可能會改變大氣的成分，使生命無法存活，或者直接傷害地球表面的生物。也就是說，如果地球沒有磁場，生命將不復(fù)存在。

地球可以說是一個把北極看作是S極，把南極看作是N極的非常大的磁石。它的磁力覆蓋在地球全身，有效地阻止了太陽風(fēng)的長驅(qū)直入。

在地球磁場的反抗下，太陽風(fēng)繞過地球磁場，繼續(xù)向前運動，形成了一個被太陽風(fēng)包圍的、彗星狀的地球磁場區(qū)域，這個區(qū)域叫做磁氣圈。磁氣圈可以保護地球，使地球免受太陽風(fēng)的沖擊。

太陽風(fēng)暴襲擊地球

當(dāng)太陽耀斑爆發(fā)所產(chǎn)生的暴風(fēng)直接襲擊地球時，所帶的能量是巨大的。雖然有地球磁場的保護，但仍然會有少數(shù)漏網(wǎng)份子闖入地球。盡管它們是很少的一部分，卻可能會給地球帶來一系列的破壞。

它會干擾地球的磁場，引發(fā)地球磁暴，使地球磁場的強度發(fā)生明顯的變動。它會影響地球的高層大氣，破壞地球電離層的結(jié)構(gòu)，使其喪失反射無線電波的能力，造成我們的無線電通信中斷。它會影響大氣臭氧層的化學(xué)變化，并逐層往下傳遞，直到地球表面，使地球的氣候發(fā)生反常的變化。

1.極光爆發(fā)

太陽風(fēng)暴爆發(fā)時，在北極和南極附近全天覆蓋著壯大的極光，不停亂舞。這是因為從宇宙空間飛來的帶電粒子的量急劇增多而導(dǎo)致的。平時看不到極光的低緯度地區(qū)也能看到極光現(xiàn)象。不僅如此，某些時候，伴隨著極光亂舞，會生成大量引起酸雨和溫室效應(yīng)的氮化物，也會破壞臭氧層。

2.大氣膨脹，人造衛(wèi)星受阻

太陽耀斑等太陽的活動會增加紫外線等的放射量，這些紫外線會使地球大氣層的上層溫度上升，引起大氣層膨脹。這種情況下，低軌道人造衛(wèi)星受到的空氣阻力會加大，速度會降低，從而導(dǎo)致提早墜落。

3.遠距離通信變得不可能

船舶等是電磁波通過電離圈的反射實現(xiàn)遠距離通信的。當(dāng)電離圈的等離子體被太陽風(fēng)暴打擾后，反射的電波也會被打亂，也就不能正常通信了。

4.石油輸油管遭到破損

若電離圈有大量的電流流動，地面上的石油輸油金屬管也會感應(yīng)出電流，從而使輸油管受到腐蝕，嚴重的甚至可能會出現(xiàn)破洞。

5.電離圈

電離圈是地球大氣的一個電離區(qū)域，高度在80～300千米。當(dāng)太陽風(fēng)暴入侵時，地球上空的等離子體層會被打亂，并產(chǎn)生大量的電流。

6.人造衛(wèi)星的故障

太陽的放射線會引起人造衛(wèi)星的計算機故障。不僅如此，衛(wèi)星如果異常帶電，也可能發(fā)生故障。

7.大規(guī)模停電

電流在電離圈流動時，會誘發(fā)地面上的輸送電線產(chǎn)生強大電流，從而破壞變電所的承載負荷，損壞設(shè)備，發(fā)生大規(guī)模停電。

8.汽車導(dǎo)航不能正常工作

電離圈的等離子體被打亂后，從那兒通過的GPS 衛(wèi)星的電波路線就會被打亂，汽車導(dǎo)航就不能顯示出正確的位置情報了。

太陽風(fēng)暴，對人類的影響越來越大

早期的太陽風(fēng)暴對人類的影響有很大的局限性，而隨著科技的發(fā)展，人們越來越依賴于電力和各種高科技產(chǎn)品，太陽風(fēng)暴對人類的影響越來越大了。

1859 年的太陽風(fēng)暴，炫目的極光是留給人們的最深刻的印象。

1989 年，當(dāng)太陽風(fēng)暴再次襲來，已經(jīng)造成了不小的麻煩：加拿大一處電力系統(tǒng)受到磁暴的干擾，引發(fā)設(shè)備故障，造成魁北克全省停電9 個小時。太空中同樣損失慘重：人們發(fā)現(xiàn)，多顆衛(wèi)星的功能出現(xiàn)了異常。

在2003 年那場太陽風(fēng)暴中，兩顆繞地衛(wèi)星和一艘火星軌道飛行器宣告報廢，至少5 顆衛(wèi)星的軌道發(fā)生變化，壽命嚴重縮短。