2013年超级太阳风暴重创地球? （二）

似于美国科幻电影《以后的日子》里的海洋输运带。电影里的海洋输运带是将所携带的水和热量从一个海洋输运到另一个海洋的循环网络，海洋输运带停止，全世界气候就变得一片混乱。太阳输运带携带的不是水，而是电流，是在太阳赤道到两极的磁环中往返流动的带电气体。正如地球上巨大的海洋输运带对地球天气有很大影响一样，太阳输运带也会对太阳天气产生巨大影响，具体来说，它能控制太阳黑子周期。

　　太阳黑子被科学家称为洞悉太阳磁场“灵魂”的窗口，它们形成的地方就是产生于很深的太阳内部的巨型磁环在穿过太阳表面时浮现和爆发的地方。由于浮现和爆发会失去部分能量，所以太阳表面这些地方的温度要低一些，看上去要暗一些，就像黑点，故被称为“黑子”。由此可知，黑子数的任何变化都反映着太阳内部的变化。只有在太阳黑子爆发的瞬间，我们才有可能真实地看到太阳的内部。另一方面，黑子是太阳“内部发电机”产生的紊乱磁场的扭结点(磁节)留在微弱磁场里的“尸体”。当输运带顶部从太阳表面掠过时，扫去废旧的老黑子磁场，携带着黑子“尸体”从太阳南、北极落入20万千米深的太阳内部。在那里，磁发电机效应又使黑子“尸体”产生浮力，浮到太阳表面成为新的太阳黑子。这一切发生得非常缓慢，完成—个循环大约需要40年的时间。

　　当太阳输运带变快时，意味着未来周期黑子活动将增强。大量观测表明，1986年到1996年期间太阳输运带变快，扫去了较多的老磁场，因此，在2010年到2011年期间，应当再次出现大黑子。哈萨韦认为，下—个太阳极大将出现在2010年或2011年，应当很“显著”，而且来得比较快。但迪克帕蒂预计，下—个太阳极大可能出现在2012年。两位科学家的预报有一年之差，说明现有的预报理论还不够完善，但不管根据哪种理论，　“太阳风暴即将到来”这个结论是肯定的。

　　3　太阳耀斑爆发

　　2000年6月8日，加拿大北极地磁观测站突然与外界中断了联系，连手机也打不通。6月9日凌晨3时左右，我国满洲里、长春和兰州上空F2层电离层均遭到重创。9时，我国南方地区上空电离层临界频率出现明显下降。此后，在6月11日和7月份多次出现类似现象。研究证明，上述现象都与太阳耀斑爆发有关。

　　所谓“太阳耀斑”，是指太阳表面上局部区域突然大规模地释放能量。换句话说，耀斑就是太阳大气里的一种爆发活动。耀斑不仅出现在光学波段，在射电辐射、可见光、紫外线、x射线直到y射线的整个电磁波谱上都有。同时，还出现电子、质子和重离子等带电粒子的加热和加速过程。耀斑期间发射的x射会比平时增强1000倍，紫外辐射也有明显增强。x射线增加会大大增加地球大气中电离层的电子密度。全球导航和通信卫星都位于地球上方极易受太阳耀斑影响的位置上，很容易受到伤害，所以当出现太阳耀斑爆发增强时，短波无线电通信将受到严重干扰，甚至导致无线电通信中断。

　　1989年3月13日至14日，太阳耀斑造成的地球磁暴使全球无线电通信受到干扰，日本一颗通信卫星出现异常。美国一颗卫星的轨道下降。1994年1月20日至21日，两颗加拿大通信卫星在太阳耀斑的影响下发生故障。2000年西方万圣节期间，一系列太阳风暴连续袭击地球周围，至少造成两颗卫星失灵，60％的美国宇航局卫星上的计算机出现故障。1998年5月19日美国“银河4号”通信卫星因受太阳耀斑影响而失控，德国一颗科学卫星也报废。2000年7月14日在太阳耀斑严重影响下，欧美的多颗重要的科研卫星受到严重损害。2010年1月美国国家科学院公布的一份报告指出，不久后的一次“超级太阳风暴”将使美国经济损失1万亿～2万亿美元。在太阳活动22N峰年期间，全球定位卫星GPS9783发生了13次个位翻转错误，每次都与太阳耀斑有关。

　　研究认为，太阳耀斑还会对地球气候产生影响，给欧洲带来严寒(请参阅相关链接：太阳耀斑对地球气候的影响)。

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　　太阳耀斑对地球气候的影响

　　从理论上讲，太阳耀斑爆发将大量能量释放到行星际空间，以电滋辐射和高能粒子形式传到地球附近，因而应当对地球的温度产生影响。但以前科学家—直以为，太阳输出基本上固定不变，因此叫它“太阳常数”。15年前，美国宇航局和欧洲空间局共同发射了“日地观测卫星”(简称SOH0)，它对两个太阳极小、—个完整的太阳周期和另外两个太阳活动周期的—部分进行了观测。结果显示，在最近的太阳极小期，太阳输出比前面的平静期间低0.015％。美国宇航局在1980年发射的“太阳峰年卫星”也观测到太阳输出的变化，显示在同—个太阳周期里，几天或几周内太阳释放的能量可能变化0.1％，这些数字虽然不大，其意义却非常重要，说明“太阳常数”并不不是一个固定值，而是有微小的变化。

　　这些微小变化对地球气候有没有影响呢?从2003年起，空间飞行器在不同波长上测量了太阳输出的强度，证明地球气候变化不仅与太阳活动有关，而且与太阳电磁辐射中的紫外辐射关系密切。同太阳活动有关的紫外辐射是极远紫外辐射(ELW)。观测表明，EUV同太阳耀斑有很强的关系：在太阳耀斑爆发期间，ELW出现明亮的闪耀——ELW暴。这种闪耀有助于把耀斑爆发的能量带进空间，输送给地球大气层里的臭氧层。臭氧层位于大气层的同温层(又叫平流层)，能吸收紫外辐射，较多的紫外辐射进入同温层意味着在那里能形成较多的臭氧，而较多的臭氧将导致同温层吸收更多的紫外辐射，所以在太阳活动上升期间同温层将被加热。在同温层热量增加的背后可能意味着欧洲温度的升高。有科学家在1996年明确提出，同温层温度升高影响欧洲上空的高空气流从西向东穿过，还有科学家进—步指出，在太阳活动低的时候，高空气流容易碎裂形成巨大的“漫游者”，阻止来到欧洲的温暖的西风，让西伯利亚的北极风得以控制欧洲的天气

　　4　当太阳风袭来

　　有人形象地把“太阳上发生耀斑，地球上出现反应”比作：太阳打“喷嚏”，地球就“感冒”。这种“喷嚏”与“感冒”的关系表明，在太阳和地球之间存在我们看不见的“联络线”。这个“联络线”就是太阳风。巨大太阳风袭击地球所带来的灾难是巨大的。供电系统和通信网络将遭到破坏，信息不畅通，指挥不到位，没有警报，没有光明，使整个国家陷于混乱无序之中，空中交通管理失控，医院手术和其他治疗无法进行。没有电，没有互联网，电视或报纸都没有，人类文明将回到18世纪。

　　所谓太阳风，指从太阳上“吹”来的风，不过它不是空气流动，而是带电粒子流和磁场。太阳风有两种来源，一种是百万摄氏度高温的日冕物质自然膨胀形成的，叫做“宁静太阳风”，平均速度是每秒450千米；一种是太阳大气里的爆发活动产生的，叫做“扰动太阳风”，速度较高，—般在每秒1000千米以上，最