登陆注册
444700000039

第39章 太阳风

 日地空间

太阳和地球相距1.5亿千米。在这广阔的空间里,有什么形态的物质有哪些自然现象它们与人类的生活有什么关系?这些问题很早就引起了人们的兴趣。可是真正成为一门独立的学科,还只是近几十年的事。以前对日地空间的认识,只能通过在地面上做些间接的观测,所获得的认识比较有限,而且粗糙、片面。自从有了火箭、人造卫星、宇宙飞船、空间站、航天飞机等新的技术手段,人类才有可能直接深入到外层空间里去探索。今天,我们已经在日地空间中发现了许多出乎意料的现象,大大丰富了我们对这个空间环境的认识。

日地空间大体可以划分为两个势力范围:一个属于地球,一个属于太阳。地球的势力范围很小,只有它附近的几十万千米,不到日地距离的1%,其余的范围全属于太阳。古希腊的亚里士多德曾经主张,月亮以下是地的世界,月亮以上是天的世界。如果把这个界限作为日地空间两个范围的分界线,在今天来看,大体还是正确的。不过亚里士多德接着说,天界是由一种地上没有的、神秘的“以太”构成的,这就完全错了。

天体物理早就证明,构成太阳、恒星以至更遥远的星系的物质丝毫也不神秘,空间的直接探测更证明了在月亮之上的空间中,充满着一种电离了的气体。电离气体由正离子和电子构成,它的行为与通常的固态、液态和气态是大不相同的,故人们把它称为物质的第四态,给了它一个名字——等离子体。等离子体能导电,能够维持自己的磁场,还可能产生电磁波。实际上,在地球表面50千米以上就存在由等离子体组成的电离层。

地球就是在这样一种等离子体环境中环绕太阳运行的。这种等离子体介质的密度是每立方厘米10个粒子。大家知道,大气在海平面处的密度是每立方厘米。27×10+{18}个分子。所以在行星际空间,物质密度几乎是等于零的。如果以为如此稀薄的介质不会有什么作用,那就大错特错了。正是这种稀薄气体和磁场的相互作用,产生了形形色色的效应,如对无线电通信的干扰等。

现在知道,日地空间中的这种等离子介质是太阳以“风的形式”吹出来的。那么太阳风是怎么来的呢它有什么性质呢太阳经常会发生一些闪光。

天文学家仔细地研究了太阳的闪光,发现在这些爆发中显然有炽热的氢被抛得远远的,其中有一些会克服太阳的巨大引力射入空间。氢的原子核就是质子,因此太阳的周围有一层质子云(还有少量复杂原子核)。1958年,美国物理学家帕克把这种向外涌的质子云叫做“太阳风”。

向地球方向涌来的质子在抵达地球时,大部分会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层,从而引起极光和各种电现象。向地球方向射来的强大质子云的一次特大爆发,会产生可以称为“太阳风暴”的现象,这时,磁暴效应就会出现。

使彗星产生尾巴的也正是太阳风。彗星在靠近太阳时,星体周围的尘埃和气体会被太阳风吹到后面去。这一效应也在人造卫星上得到了证实。像“回声一号”那样又大又轻的卫星,就会被太阳风显著吹离事先计算好的轨道。

 地球防线

太阳风中的主要成分是电子和质子,也有少量氦离子。因为它是一种等离子体,所以太阳风夹着磁场。由于太阳本身也在自转,太阳风等离子体和磁场都呈螺旋线形向外延伸。太阳风中还存在着各种大小不同的结构,如高速粒子流、行星际激波、磁流波引起的起伏、等离子体湍流等,它们与太阳本身的活动密切相关,并对地球附近的环境有着显著影响,如产生地磁暴、极光、电离层暴等地球物理现象。同时,太阳风中那些太阳爆发时发出的高能粒子流,还能摧毁有机体,那么,地球上的人类为何很少受到太阳风的影响呢?

原来,地球设置了一道道防线,把不利于生命的成分都挡在外面,同时也大大减弱了太阳风可能地加于人类的伤害。

第一道防线是地球磁场构成的。在地面现象中,地磁场的效应是很小的,只有用指南针时才会感到它的存在。但是,在地球上空1 000千米以上直到数万或数十万千米的范围,地球的磁场起着主宰作用。因为在那样的地方,物质都处于等离子体状态,磁场对带电粒子的作用比地球的引力作用要强得多。整个由地球磁场控制的区域叫做磁层。对于太阳风来说,磁层就是一堵挡风的墙。太阳风受阻于磁层,大多数太阳粒子只能沿着磁层的外围滑走而不能进入地球。而磁层在太阳风的冲击下也形成一种“拖着长尾巴的水滴”形状,在向阳的一侧,它只能延伸到10倍地球半径处,而在相反的方向上则可以延伸到30倍地球半径处。由于太阳的活动,会产生太阳风中的阵风,磁层与太阳风的界面弓形激波也会随风的强弱而进退。

地球磁层及其作用在磁层以下,是地球的第二道防线,这就是地球的大气。阳光中的有害成分主要是靠大气来阻挡的。地球的大气从地面一直延伸到大约500千米的高度。日常熟悉的风云雷雨现象,只发生在大气底层十多千米的高度以下。上层大气的物理性质与底层很不一样。在50千米以上的高空,空气相当稀薄,由于阳光的照射,形成了电离层。电离层削弱了太阳辐射中的有害成分。剩余的紫外线由臭氧层来消灭。在电离层以下的区域,由于太阳辐射的作用,在大气中产生了微量臭氧。尽管臭氧的含量只占空气的四百万分之一,但它吸收紫外线的本领却很强,以致太阳辐射中的紫外线很少能到达地面。在地球的早期,大气中缺乏氧,也就不会有臭氧层,那时,地面上很难维持生命现象。有的演化理论猜想,那时生命现象都发生在水里,因为水也是吸收紫外线的有效物质。对地球早期生物化石的研究证实了这一点。最近几十年来,由于制冷剂氟里昂的大量应用,而氟里昂是高挥发性物质,极易泄漏到空气中,加之它的比重小,逐步上升到臭氧层,致使臭氧还原成氧,从而大大降低了臭氧的浓度,致使两极地区的臭氧空洞越来越大,已经开始危及地球生命,所以保护臭氧层就是保护人类自身。

 太阳研究新进展

近二三十年来,太阳风的观测与研究有了长足进展。在地面上,可以使用无线电方法,例如,用射电望远镜测量射电天体发末的无线电信号的闪烁,推测太阳风的结构和运动状态;在空间,可以用多颗人造飞行器直接地、连续地对太阳做多点实地取样。空间大国或集团不但对地球轨道附近的太阳风不断做探测,也探测了太阳极区发出的太阳风。

即使太阳不“发脾气”时,太阳也在不断地对地球“吹风”。太阳风不停地向外吹,实际上意味着太阳不断地向外抛射物质。据估计,太阳由于吹出太阳风,每秒钟约损失420万吨的物质。我们不必对这个数字大惊小怪,因为这点儿质量对太阳来说不过是九牛一毛,从太阳形成至今,由于向外吹风而失去的质量,仅仅占太阳全部质量的万分之一。还记得美丽的日冕吗?太阳风就是日冕高温膨胀而向外抛出的粒子流,由质子和电子组成,平均速度是每秒400千米。当耀斑活动时,太阳风也会“兴风作浪”,此时的太阳风与平时不同,组成物质不是质子和电子,而是氢核和氦核,平均速度也提升到每秒1 000~2 000千米。每年都会出现十来次太阳风极强烈的情况,这时抛出的粒子速度高达15万千米。

太阳风距我们如此近,对地球环境又这么重要,但是我们对太阳风并无充分的了解。至今我们还不清楚为什么太阳风能被加速,我们还不能准确预测在空间何处与何时会有何种太阳风与我们相遇,以及定量上对地球环境的扰动效果。许许多多有关太阳风和日地空间的问题,将成为我们进入21世纪时面对的挑战。

同类推荐
  • 中华科技故事

    中华科技故事

    中国古代科学技术成就灿烂辉煌,成为推动世界文明发展的动力之一。本书力求通俗易懂地向广大读者较为系统地介绍我国古代的科技发明和创造。本书以故事为叙述主线,以时间为序,简要勾勒出中华5000年科技发展史的大致轮廓。所选故事均围绕中华科技发展史中的重要人物、重大事件、重要成就展开。
  • 生命之水在哪里(别让地球抛弃我们)

    生命之水在哪里(别让地球抛弃我们)

    本书阐述了水资源的分布、水文化、水环境被污染的巨大危害、人类应当节约用水等一系列相关的知识。让人们认识到保护水资源的重要性。正是伴随人类对环境问题认识水平的不断提高,环境保护事业才得以不断深入和发展。相信这本书的出版将对增进公众环境科学知识,提高全民环境意识起到积极的促进作用。
  • 不可不知的世界5000年灾难记录

    不可不知的世界5000年灾难记录

    本书从旱灾和饥荒、无法抗拒的火山和海啸、无情的战争和种族屠杀、地震灾难、剧烈的污染、飓风和洪水灾难、可怕的传染病、海难、空难以及特大火灾等方面入手,阐述了灾难给人们带来的刻骨铭心的痛,告诉人们灾难背后的故事,希望读者通过这些触目惊心的案例,能唤起历史的记忆,牢记历史的经验教训,保护自己,也保护人类,并珍惜现在的生活。
  • 航海常识速读(速读直通车)

    航海常识速读(速读直通车)

    航海史是人类历史史册上的一宏伟篇章,从木船的制造到帆船的出现,以及之后大型油轮,舰艇、航空母舰等民商用船和军用船舶的发展,人类对于海洋的认识的增加以及航线的不断拉长,促进了世界各国经济文化交流,和人类文明的进步。让我们沿着时间的轨迹和航海家们的足迹来遨游广阔的海洋,了解发生在浩渺大海中的那些点滴过往!
  • 技术信息篇(农民十万个怎么做)

    技术信息篇(农民十万个怎么做)

    本书立足于最大限度满足农民朋友对提升科学文化素质和生产经营能力的现实需求,内容涵盖三个方面:一是如何运用种植、养殖等方面的农业科技知识;二是如何选择和利用各类教育培训渠道、形式等;三是如何获得和利用农业信息,做出正确决策, 降低农业经营成本与风险,提升农民对市场的应对能力。
热门推荐
  • 群众利益无小事

    群众利益无小事

    群众利益无小事,民生问题大于天。在社会生产生活的各个领域,不仅要把握方向做好大事,对于每一件小事,我们也必须认真对待、高度落实。本书通过生动的案例阐释了公务员工作的基本态度、基本原则等,并提供了一些详细的调查、沟通等工作技巧,帮助公务员提升提高工作效率和为人民服务的能力。
  • 嫡女棣王妃

    嫡女棣王妃

    “姨娘,夫人似乎断气了~”“哼!这么一碗药都下去了,难道她还能活着不成?”“那这······”一个年纪稍长的人朝着这位称作姨娘的人示意了一下自己手中的婴儿,似乎有些犹豫,“这好歹是个男孩,现在夫人已经死了,如果姨娘把他占为己有,然后得了这府中的中馈······”“嬷嬷?!”女子也不等她的话说完,就打断了她,“你记住了,我恨死了这个女人,她的儿子,只能随着她去,我就是以后自己生不出儿子,抱养别人的,也不会要她的。把他给我扔马桶里面溺了,对外就说一出生就死了!”猩红的嘴唇,吐出来的话却是格外的渗人。嬷嬷还想说什么,动了动嘴,却是一句话也没有说,转身朝着后面放着马桶的地方走去。却是没有发现旁边地上一个穿着有些破旧的衣服的小女孩此刻正瞪大了眼睛看着她们两。这是什么情况?自己不是被炸死了吗?怎么会······于此同时,脑中不断有记忆闪现出来,她们是自己的母亲和刚出生的弟弟啊?!不行,先救人。转头看见旁边谁绣花留下的针线跟剪刀,想到自己前世的身手,拿起一根绣花针就朝着那个嬷嬷飞了过去,却在半路上掉落下来,暗骂一声,这人是什么破身体。却引得那两个人听见动静看了过来。女人阴狠的盯着她,“你居然没有死?”微微眯起眼睛,自己的前身也是被她们弄死的了,看样子她们谁也不会放过,抓起旁边的剪刀就冲了过去。随着几声惨叫声,从此以后,府中府外都传遍了她的“美名”——凤家大小姐心肠歹毒,刺伤了府中无数的人,宛如一个疯子。
  • 挽云辞

    挽云辞

    流光疏淡,只不知那衣上荏苒的是光阴还是他的清寒?只讲一个乱世中的故事,一个乱世中生存、挣扎,还有--爱的故事。
  • 青梅难负竹马情

    青梅难负竹马情

    【完结文!很腐,慎入。】当傻子的好处:一,能常人所不能,傻常人所不傻。二,没有缺点,缺点就是最大的优点。三,吃陌生美男的豆腐不会喊非礼!例如,戏弄太子,消遣王爷,撞撞书生。重点PS:那个倾城倾国的“邪魅丫鬟”,能不能独占为已用?*本书简体出版名:《一生一世:青梅难负竹马情》(上、下册,亲们购一本可好?)
  • 女扮男装,总裁的首席男宠

    女扮男装,总裁的首席男宠

    他曾经是一个如玉般温润的男子,而她曾经是他爱到骨子里面的那个人。她女扮男装在他的身边生活了十几年,命运的玩笑,因为她,他家破人亡!而她,不知所踪……从此之后,他性格大变,那个如玉般的男人变得像石头一般坚硬。依旧温儒的外表下充斥着绝望的狠毒。她终究被他亲手送上断头台……多年之后,她身份转变,以女子之身回到他的身边,成为他最宠爱的情人,同时也带来了一场不为人知的阴谋与报复……【虐篇】婚礼会场——君自谦:我给你准备了一份结婚大礼。司仪打开,瞠目结舌,躺在锦盒里的竟然是一尺长的水晶棺材。君自谦笑的温润如玉对新娘说:"你知道这是罕见的纯天然雪色水晶,我可是花了血本。喜欢吗?”新郎握住新娘的手:“生则同床,死则同穴,难为君总一番心意,我与夫人自然喜欢的很。”【暖篇】某爹:“你是喜欢爸爸还是妈妈君宝:都喜欢某爹不甘心:这么说吧,如果爸爸去美国,妈妈去巴黎,你跟谁走。某宝宝:麻麻~某爹失望:为什么?某宝:巴黎漂亮。某爹:那如果爸爸去巴黎,妈妈去美国,你跟谁去。某宝:麻麻~某爹绝望:为什么?某宝理所当然:因为巴黎刚刚去过。PS:1.本文女主女扮男装。2.开篇慢热,亲要有耐心3.【收藏】是眠的动力,单日收藏过30加一更,过四十加两更~~~4.若想提前知晓某宝君思的情况,敬请关注【盛宠之番外2】http://m.pgsk.com/a/325769/OK!啰嗦完毕,静待支持!
  • 颠覆经典:穿越之我是秋香

    颠覆经典:穿越之我是秋香

    什么,什么,我就是传说中的秋香?那么我的唐伯虎呢?那个长得和前世情人一模一样脸庞又多情的华安?那个神神秘秘,神出鬼没的华瑞?还是风度翩翩,气质儒雅的王爷?可是唐伯虎一定会点秋香吗?秋香一定中意唐伯虎吗?在封建的古代还能找我真正的爱情,还能坚持寻找真爱的勇气吗?(内容纯属虚构,请勿模仿)
  • 我们三个都是穿越来的

    我们三个都是穿越来的

    我是因为看了很多的穿越小说,也很想穿越。谁想我想想就能穿越,穿越就穿越吧,居然穿成怀孕九月的待产产妇,开玩笑嘛!人家在二十一世纪还是黄花一枚呢。这也可以接受,可是明明是丞相之女,堂堂四皇子的正牌王妃怎么会居住在这么一个几十平米得破落小院子里,她怎么混的,亏她还一身绝世武功,再是医毒双绝。哎。没关系,既然让我继承了这么多优越条件,一个王爷算得了什么?生下一对龙凤胎,居然都是穿过来的,神啊,你对我太好了吧?且看我们母子三人在古代风生水起笑料百出的古代生活吧。片段一在我走出大门时,突然转身对着轩辕心安说道:“王爷,若是哪天不幸你爱上了我,我定会让你生不如死的。”然后魅惑地一笑,潇洒地走了出去。片段二当我对着铜镜里的美人自恋地哼出不着调地歌时。“别哼了,难听死了。”一个清脆的声音响起。~~~接着一声尖叫紧跟着另一声尖叫。我用上轻功躲进了被子里.~~~"我和你一样是二十一世纪来的。”“你好,娘亲,哥哥,以后要多多指教。”来自两个婴儿的嘴里,我摸摸额头,没高烧啊。片段三“小鱼儿,我可是你孩子的爹,况且我没有写休书,你还是我的王妃。我会对你好的。”安王爷霸道地说道。“你们认识他吗?他说是你们的爹?”我问着脚边的两个孩子。“不认识,”女孩说道。“我们的爹不是埋在土里了吗?怎么他一点也不脏?”男孩问道。那个男人满头黑线。“对不起,我们不认识你。”说完拉着孩子转身就走。片段四“爹爹,这是我娘,你看漂亮吧?”南宫心乐拉着一个白衣帅哥进来问道。我无语中。“爹爹,你看我娘亲厉害吧?“南宫心馨拉着另外一个妖精似地男人走了进来。我想晕。“这才是我们的爹。”“才不是呢,这个才是”两人开始吵起来了。“我才是你们的爹。”安王爷气急地吼道。“滚一边去。”两个小孩同时说道。屋里顿时混乱之中。转头,回屋睡觉去了。推荐完结文《别哭黛玉》完结文《穿越之无泪潇湘》新文,《极品花痴》
  • 逆天废柴:至尊魔妻

    逆天废柴:至尊魔妻

    “她”,是无所不能的地下统领,狡诈,腹黑,强势。“他”,是一无是处的废柴少爷,呆板,单纯,懦弱。时空转换,她变成了“他”。玄力,战气两手抓,本少爷就要魔武双修!契约?本少爷绝对不告诉你们本少爷能无限契约!炼丹?本少爷早就玩腻了,喏,借你们一颗神品丹药观赏观赏!炼器?你们帮我瞅瞅这把神器肿么样?符咒?本少爷画个圈圈就能诅咒你!……他,是她逃不掉的宿命。“丫头,你若上天,我便劈开这天,你若入地,我便踏碎这地,上穷碧落下黄泉,丫头,你生生世世都逃不掉的!”某男妖孽的脸庞一汪深情,将人溺毙其中。某女感动得眼泪汪汪,面若桃花,窝在某男怀里使劲的磨蹭。“丫头你就快快到我碗里来吧!”某男眨着邪魅的桃花眸,笑的一脸风骚,脸上明晃晃的挂着求扑倒求蹂躏。“尼玛,给老子滚!”某女一脚踹开嘚瑟的红衣妖孽美男。某男眼见形势不好,贼笑一声,直接扑倒!他,是她最亲密的伙伴。“以吾之名,与尔签订至尊血契,永生相随,不离不弃。灵魂永伴,生生不息。如有背叛,违约者灵魂破灭,永世不得超生。”低沉而富有磁性的男声念起了远古的誓言,从此,两个人的命运紧密相连,一荣,俱荣,一损,俱损。他,是她最忠诚的骑士。“阿诺对天发誓,从此刻起,我,阿诺,今生只忠于萧羽一人,若违此誓,天打雷劈,不得好死,灵魂永受无间炼狱之苦!”阿诺单膝下跪,指天发誓。有她,他……他们是她可爱的亲友们,还有她,他……他们是她可恶的敌人们。“今朝,我,水冰羽,要活的精彩,活的潇洒!”水冰羽指天长啸。
  • 打开心灵,寻找幸福的秘方

    打开心灵,寻找幸福的秘方

    拥有良好的心态,才能感受到幸福的滋味,才能懂得幸福的意义。本书所选的小故事,个个如一剂良方,能够滋润孩子幼小的心灵,让孩子从小有一个良好的心态,同时,让孩子们知道用充满爱意的眼睛去看世界,才能看到最美的风景。
  • 商务代理(上):理论与实证

    商务代理(上):理论与实证

    世纪之交,中国社会风起云涌,市场经济体制的确立,市场竞争机制的引进,犹如一夜春风,吹绿了古老的东方大地,又似一石激起千层浪,给僵化的中国经济注入了无穷的活力。然而,市场竞争是残酷无情的,刀光剑影,惊涛拍岸,有多少企业经受不起市场经济大潮的洗礼,沉沙折戟,惨遭淘汰。成则为王,败则为寇。企业经理们都在为着同一个问题而苦苦思索——怎样在有限的市场中占有更大的份额,做一个成功的企业家,在激烈的市场竞争中立于不败之地。残酷的市场竞争,促使企业经营者不得不重新审视自己的位置,面对市场,调整自己的经营策略和营销策略。