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专家即便黑子冬眠强太阳风暴也可能发生

2019-06-08 18:59:50 | 来源: 体育

专家:即便黑子“冬眠” 强太阳风暴也可能发生

即便黑子“冬眠”了强太阳风暴也可能发生  □本报/刘洪宇  6月14日,美国新墨西哥州拉斯克鲁赛斯市举行的美国天文学会太阳物理发布了3份研究报告。报告指出,近一段时间,太阳黑子活动减弱,并据此认为,太阳黑子活动未来也许会暂停。这条消息让不少人觉得与盛传已久的太阳风暴预言相悖,果真如此吗?  上半年黑子确实少太阳活动水平低  辽宁:记得5月的时候刚有科学家说2012、2013年将发生强烈的太阳风暴,而在6月有报道提到,美国有科学家的研究指出,太阳黑子活动将减弱,太阳活动面临一个新的持续几十年的“极小期”。两个研究好像结论相悖,为什么会有这么大的不同?  王华宁:对太阳活动的研究是件困难的事。现代科学技术对太阳观测和研究提供的条件和手段依然有限,因为它离我们1.5亿公里,本身又高温高热,而有较完整和科学上的太阳活动记录只有一二百年,这在太阳演变史上极为短暂,所以对太阳活动及影响的研究还处于探索的初始阶段,在这一过程中,科学家会基于不同的角度和论据提出对各种可能性的推测和判断,肯定会有差异甚至有争论,这在学术研究范围内是很正常的。  辽宁:但公众会觉得这些结论差异很大?  王华宁:这是某些研究结论被社会不断扩大、演绎的结果,导致公众仅仅孤立地看待和接受某结论、“只见树木不见林”,不能全面地看待问题。  辽宁:那么,2011年这半年多来太阳活动强弱如何?  王华宁:2011年上半年黑子相对数出现的较少,日冕物质抛射量很小,太阳活动总体上为低水平,但较2008、2009年平静期要活跃一些。中科院国家天文台建立了太阳活动综合预报系统,通过站,每天都会发布对太阳活动的监测信息,并对48小时内的太阳活动程度进行分析预测,如同天气预报一样可以对未来天或一周内日冕上可能出现各种级别活动作出推测,这个推测和预报还是比较准确的。想了解太阳活动状况,可以去站进行查看,特别是相关行业比如航天航空、电信电力等更应该密切关注,因为太阳风暴对这些部门的设施、作业等会产生更大的影响。  在太阳活动“宁静”期也会有强太阳风暴  辽宁:很多人还不知道有这样的一个短期预报,只是热衷于知道那一年会发生强烈的太阳风暴?  王华宁:是的,这里有一个较为普遍的认识上的误区——总是觉得对于太阳活动,等到太阳活动峰年、黑子多的时候再关注就行,太阳活动不活跃时不用在意。其实,在太阳活动的宁静期依然会发生太阳风暴,只不过发生的几率要低一些,在太阳活动周期的峰年发生的可能性要大一些。这就好像某一年平均降水量很小,但是并不能排除这一年中会有大暴雨降临。拿近200年来发生的强烈的太阳风暴的1859年来说,此次太阳爆发对当时刚刚形成的电报路造成了严重影响,甚至引发电报员触电、电报纸燃烧,它对地球磁场的影响是1989年3月的太阳风暴3倍以上。但1859年并不是太阳活动周期的峰年。  辽宁:峰年指的是什么?黑子、太阳活动及周期、太阳风暴到底是一个怎样的关系?  王华宁:弄清这几个概念确实很有必要。我们知道太阳内部进行核聚变,产生强烈的粒子和电磁辐射,并不断向外散发。由于太阳自转和对流等因素的存在,导致了上述太阳活动的不稳定,就形成了强弱变化周期。太阳黑子是太阳表面光亮较暗的磁场区域,它的出现及增多是太阳内部活动不稳定及程度增强的重要标志,而且它的出现易于观测到并有一定的周期性,所以天文学界把两个邻近的太阳黑子出现的年份的时间间隔称为一个太阳活动周期,显着的周期长度约为11年,而把这个周期中太阳黑子出现多的年份称为峰年。所谓太阳风暴是一种通俗的说法,主要是指太阳的不稳定活动产生剧烈的爆发,即一系列的爆发事件,重要的表现为X射线耀斑、日冕物质抛射等,对行星际特别是近地球环境的形成扰动。  辽宁:耀斑、日冕物质抛射的向外散发的物质主要是高能粒子、带电粒子、X光、紫外光吧?  王华宁:是的,如果发生强烈的太阳风暴,他们对地球“扰动”将是很大的。X光和紫外光是光辐射,先到达,主要破环大气层顶层的电离层,其后到达的是高能粒子,将对人造卫星和宇宙飞船等航天器造成损害。而太阳风暴的“大部队”则是带电粒子的混合体(等离子体),通常在耀斑发生后天到达地球,冲击地球磁层和电离层(主要是F层),引起磁暴和电离层暴,对电力、无线电通信、卫星通讯等这些现代社会重要的科技支撑体系将造成严重影响,如1859年的 “卡林顿事件”、1989年的加拿大大面积停电,如果这两次的强烈太阳爆发事件发生在今天而又没有预报和准备的话,后果将不堪设想。  辽宁:您刚才说这些前来“捣乱”的粒子要在离开太阳后几个小时甚至天到达地球,是不是可以利用这个时间差进行一些预报和防范?  王华宁:是的,通过监测黑子相对数、射电流量、太阳耀斑、质子事件、日冕物质抛射等的 “表现”,可以大致判断太阳活动的强弱,如果这些观测对象预示出将会发生较为强烈的太阳爆发事件,我们就可以像预报台风登陆一样,分析太阳风暴对地球的影响时间和力度,提前发布预警,提醒采取主动的防御措施,如暂停卫星通讯、航空航天、电力设施等工作,做好应急准备,减少太阳风暴对人类的危害,所以说监测特别重要,是基础。当然,也存在太阳爆发较强烈但对地球并未造成太大影响的情况,这主要与当时日地所运行的相对位置等有关系,所以如果在日地空间恰当布置一些太阳活动监测仪器,预警效果会大幅度提高。  发生强太阳风暴两年后可能性更大  辽宁:目前的太阳活动处于低水平,按照11年的太阳活动周期来说,它处于什么时期?  王华宁:上一个太阳活动周期从 1996年开始到 2009年结束,大约持续了13年。目前第24个太阳活动周已经开始。  辽宁:第23个活动周不是11年?早在2009年美国科学家警告说2012年将发生强烈的太阳风暴,但现在已经是2011年下半年了,太阳活动比较“宁静”,2012年是否有突然发生强太阳风暴的可能?  王华宁:太阳活动周期年不等,平均11年。依目前的观测,2012年出现黑子突然增多甚至发生强太阳风暴的可能性不大,但不能排除个别剧烈的爆发事件的发生。这个周期的峰年即太阳黑子增多的时间会整体后移,出现在年可能性更大一些,也就是说在那时发生强太阳风暴的几率会加大。  辽宁:6月中下旬,美国新墨西哥州拉斯克鲁赛斯市举行的美国天文学会太阳物理发布了3份研究报告。报告指出,近一段时间,太阳黑子活动减弱,并据此认为,太阳黑子活动未来几十年中也许会暂停,太阳可能将进入活动非常衰微的极小期。这是否仅仅是一种推测?  王华宁:正如我开始提到的,这是在学术范围内的一种推断和探讨,一方面它丰富了我们的思考范围,但另一方面,并不能成为一种结论。因为有完整记录的蒙德极小期只有公元年这一段时期,科学家对它发生的机制、表现等所知甚少,只是作为一种现象提了出来。而像这样的关于未来太阳活动的推断还有很多,比如,对于太阳活动的周期性,各国科学家都在探讨,除11年这个周期外,还提出了22年周期、78年的周期、世纪(百年)周期等,并指出各周期的一些特征,有的把11年周期放在78年、100年的周期中来考察,分析未来几个11年周期里太阳活动强弱可能的趋势。至于这些分析是否正确,还要通过发生的实际状况来检验。太阳是否将进入新极小期也是一样,还需要更长时间的观测才能有进一步的结论。  辽宁:公元 1645年-1715年被称为太阳活动的 “蒙德极小期”,这段时间内太阳活动衰微,太阳黑子非常稀少,那么“蒙德极小期”是否如一些报道中说的是太阳的“休眠”和“沉寂”期?  王华宁:所谓太阳 “沉寂”、“休眠”的说法并不科学,蒙德极小期的特征主要是太阳黑子数量稀少,但即使太阳黑子出现的少,也不代表太阳不正常工作,只不过影响太阳稳定性的因素发生了变化;而且,黑子相对数减小并不意味着没有复杂黑子群出现,只是出现这种黑子群的数量较少罢了。所以,加强对太阳耀斑、质子事件、日冕物质抛射等的监测无论是对太阳风暴的预防还是对“蒙德极小期”等太阳活动周期规律的深入认识都有着决定性的作用。  专家档案  王华宁 中国科学院空间环境研究预报中心副主任、国家天文台太阳活动预报团组首席研究员。长期从事太阳磁场研究工作。主持中科院基金、国家自然科学基金、973等研究项目10项。

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