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高可达每秒3200千米。在扰动太阳风中，有一种来自日冕物质抛射(CME)，也是太阳大气里的一种爆发活动，发生在太阳最外层大气——日冕上，是从日冕向外抛射物质。一次巨大的CME抛射的物质可达到180亿吨。CME一般是独立产生的，有时也和耀斑共生，有趣的是它还能在行星际空间产生。 太阳风“吹”到地球，将扰乱地球的磁层。地磁层是地球周围的—个保护层，—个看不见、摸不着的巨大磁化区域，是太阳高能带电粒子的天然屏障，正因为有了这道屏障我们才能安安稳稳地生活在地球上。地磁层的外边缘与行星际交界的地方叫“磁层顶”。在地磁南、北极上方的磁层顶形状像漏斗，它允许少量太阳风带电粒子“漏”进磁层，在地球附近沿磁力线绕圈子。同时向地球两极沉降，在沉降过程中与地球高层大气发生碰撞，发出灿烂的光芒，这就是极光。由于这些粒子只向地球两极沉降，所以极光一般只出现在两极地区上空，但在大量带电粒子“漏”进磁层的情况下，地球的中、低纬地区上空也有可能出现极光。 一般情况下，太阳风把地球向阳面磁层向里压缩，背阳面磁层向外拉伸形成长长的磁尾，磁层本身则岿然不动。当磁层受到扰动时，磁层防御太阳风的能力会削弱，让高能带电粒子进入磁层。一般的扰动称为“磁层扰动”，强烈的扰动称为“磁暴”。在磁暴期间，磁层失去防御能力，高能带电粒子便—拥而上，来到地球附近，产生各种效应，制造多种破坏：当太阳风掠过地球时将使电磁场发生变化，引起地磁暴、电离层暴，影响通信特别是短波通信；对地面电力网、管道发送强大感生电流，影响输电、输油、输气管等系统的安全，甚至造成管道爆炸；影响卫星在太空中的正常运行，破坏卫星上的仪器设备；大剂量辐射引起人体免疫力下降，造成病变、情绪波动，间接导致车祸等事故发生；使气温升高，致使生态环境失去平衡。 名词解释 太阳组成太阳由太阳大气和太阳内部两部分组成，太阳大气分为三层，由里到外分别是光球、色球和日冕，日冕又分为内冕和外冕。内冕是真正的太阳大气，外冕实际上是太阳大气向外延伸的部分。太阳内部位于光球里面，这里温度很高，压力很大，时刻进行着由氢转变成氦的热核过程，产生大量能量。太阳内部产生的能量由磁场输运到太阳大气里，供太阳活动和向外辐射。 太阳活动发生在太阳各层大气里的各种活动的总称，包括黑子、耀斑、谱斑、日珥和日冕物质抛射等。黑子产生在光球，耀斑和谱斑出现在色球，日珥和日冕物质抛射是日冕的活动现象。各种太阳活动之间有联系，但它们常常是独立出现的。 黑子周期日面上黑子数目和黑子群的面积都呈现由小变大和由大变小的过程。黑子数和黑子群的面积由极大－极小－极大所需的时间叫做黑子活动周期，约为11年。后来发现，这也是太阳活动周期。 太阳活动极大是指在一个太阳活动周期内太阳活动最频繁的年份。 太阳活动极小是指在一个太阳活动周期内太阳活动最不活跃的年份。 磁暴的破坏 地球磁层又叫地磁层或磁层，是地球的保护伞，有了磁层，我们才能安全地生活在地球这个宇宙绿洲上。如果没有磁层，一旦发生磁暴，我们将受到以下一系列的破坏和伤害： 生物系统 越来越多的证据表明，地磁场变化会影响生物系统，比如在地磁暴期间信鸽的导航能力会下降。信鸽、海豚和鲸等迁徙动物的体内都有“生物罗盘”，即包裹在束神经细胞里的矿物磁场。 “生物罗盘”使信鸽等迁徙动物拥有种叫做“磁接收”的能力。在磁暴期间，地磁场被扰乱，这些动物的磁接收能力就会减低甚至丧失，导致其导航能力下降。研究表明，人类在身体紧张时，其生物学系统也可能对地磁场起伏有响应。 通信系统 许多通信系统利用电离层把无线电信号反射到远方。电离层暴能影响一切纬度的无线电通信，一些无线电频率被吸收，另一些则被反射，导致信号快速涨落和出现意想不到的传播路线。太阳活动对电视和商业无线电网的影响较小，但在地面对空间、船舶对岸上方面，常使短波广播和业余无线电爱好者使用的频率受到骚扰。利用HF波段的无线电工作者可依靠太阳和地磁的警报，保持其通信线路正常运行，但一些军事探测系统和电报系统，则受到太阳活动的较大影响，主要如下： ——受太阳活动影响的军事探测或早期预警系统。包括：依靠从电离层弹回的信号在远距离上探测飞行器和远程导弹发射的超视距雷达，它们在地磁暴期间可能受无线电紊乱的严厉束缚；利用潜艇磁标识作输入定位的潜艇探测系统，它们在地磁暴期间可能输入假信号和错误信号。 ——电报系统。以前的电报使用一根数千米长的金属线作为数据传输线，使用大地作为返回线，用电池提供直流电源。这样的线路容易受环流造成的涨落影响，当电池极性减弱或者加上过强的或假的信号时，地磁暴感应的电压与电流可导致信号减弱。操作员在这种情况下甚至切断电池电源，依靠感应电流作为电源。在极端情况下感应电流很高，会造成接收端爆裂起火、操作人员遭电击等恶性事件。地磁暴还会影响长途电话线，包括海底电缆(光纤电话线除外)。地磁暴对通信卫星的破坏是扰乱地球与空间的电话、电视、无线电和互联网。 导航系统 当太阳活动妨碍信号传播时，对GPS和远程导航系统造成不利影响。 卫星 地磁暴和太阳紫外辐射增强使地球上层大气加热，造成空气膨胀，当热空气上升时，远在1000千米远的卫星轨道上的空气密度会显著增加，从而增加空间对卫星的阻力，造成卫星速度减慢和下落，最后在空气中烧毁。较强的太阳活动曾造成美国的“天空实验室”空间站过早地再入地球大气层。在1989年3月发生的巨大磁暴期间，有4颗美国海军导航卫星离开服务轨道长达一个多星期，美国航天司令部还公布了受影响的1000多个飞行器新的轨道数。同年12月，著名的“太阳峰年卫星”也跑出了轨道。 地质考察 地质学家在研究石油、天然气和其他矿床时，常利用地磁场作为标识来确定地下岩石的结构，这种研究大多只能在地磁场静止时进行，因为这样才能真正探测到磁场标识，但也有一些研究只能在地磁暴期间进行，因为这时地下电流能帮助研究人员观测地球表面以下石油或矿物的结构。由于这些原因，许多研究者利用地磁警报和预报来安排他们的测量活动。 电网 当磁场相对于附近导体(如金属丝)移动时，导体中便会产生感应电流。在地磁暴期间，所有长传输线上都可产生感应电流。同样的机制在电报和电话线中也有效。因此，使用数千米长传输线的电力系统容易遭到感应电流的破坏。在这方面，中国、北美和澳大利亚尤其要注意。欧洲电网应用较短的电缆，受这种效应的影响小得多。 管道 快速起伏的地磁场可在管道里产生地磁感应电流，造成许多问题，如在管道里流动的物质发送错误的流动信息，使管道的腐蚀率急剧增加，等等。如果在磁暴期间不正确地使电流平衡，腐蚀率可能一次次增加。因此，管道管理者应收听空间 |
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