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本文专家:任德馨，中国科学技术大学空间物理学博士 快讯：北京时间12月8日，太阳表面发生了近几年罕见的剧烈爆发事件，剧烈的日冕物质袭向地球， 沉睡的太阳，要醒了！ 据报道，它发射出的等离子云被抛射入太空，预计历时2-3天抵达地球，或对地球磁场产生影响。 图源：ESA 这几天手机会没信号吗？电视会麻花吗？网络会断吗？普通公众需要做好防护吗？你想知道的都在这里！ 太阳是地球生命之源，太阳向地球提供了源源不断的能量，从而孕育了生命。 但是，这些年我们并没有感受到太阳有什么变化，为什么太阳会沉睡，还要苏醒了呢？ 这是因为，对我们人类活动有直接影响的，其实只是太阳辐射中的可见光和红外光。可见光主要用来照亮大地，而红外光让地球不那么冷。 图源：The Glass Blog 太阳辐射中的可见光和红外光，长期以来基本不变。但是，紫外辐射就不一样了，太阳发射出来的紫外辐射每时每刻都在变化。 但是因为臭氧层和更高的大气层存在，太阳紫外线基本都被吸收了，很少可以到达地球表面。所以，我们基本感受不到太阳的变化。 但是，假如我们每年给太阳紫外光拍个照，太阳的亮度会有亮有暗，呈现非常规律的11年周期变化，这被称为“太阳11年周期”。 图源：G.L. Slater and G.A. Linford; S.L. Freeland; the Yohkoh Project 太阳的11年周期不光是紫外辐射变化这么简单的事情，最根本的原因是太阳磁场变化。太阳和地球一样，也有南磁极和北磁极。 众所周知，地球南磁极在北极、北磁极在南极。但是太阳磁场就不那么稳定了，太阳磁极每11年会南北反转一圈，而在反转的过程中，太阳上的磁场就会非常不稳定，产生各种爆发活动。所以，这导致太阳的爆发会有11年的周期变化。 图源：Smithsonian By Megan Watzke 而2020年，正好是太阳第24个活动周的尾巴，我们在近期也迎来了太阳的第25个活动周。 图源：NASA 我们看整个太阳时，太阳上有南北磁极。但是，太阳不像地球只有一对磁极，太阳上有不计其数的小磁极。 假如我们只看太阳上一小块区域，这小块区域中也会存在南北磁极，就像日面下面有一个U形小磁铁形成的磁场一样。 图源：Randy Russell 这个小区域的磁场会由于某些原因，携带着太阳上的电子和氢离子，突然向外喷发出来，这个过程叫做“日冕物质抛射”。 我们通过飞行在太阳系中的卫星，对着太阳进行拍照，就可以看到日冕物质抛射的传播过程了。 下面图中心绿色的图片，就是太阳的照片。因为太阳光太亮了，而喷发出来的物质发光比较微弱，我们对着太阳直接拍照的话，就看不到太阳以外区域的变化了。所以卫星在拍摄其他位置时，就会在照相机中间加一个挡板，通过遮挡太阳光，就可以看到日冕物质抛射了 。 图源：SOHO 而这次日冕物质抛射正好是正对地球而来，拍到的照片就是一个逐渐变大的圆了。 图源：SOHO 日冕物质在离开太阳时，速度会超过1000公里/秒，在到达地球附近时往往还可以达到七八百公里/秒。 快速运动的磁场和带电粒子会撞击地球的磁场，压缩地球磁场，造成地球磁场变化，而且带电粒子还会沿着地球磁场，进入地球极区，造成极光。 图源：ESA 地球磁场快速变化，就会引起地球上金属材料中出现很大的电流。比如，1989年3月的一次太阳爆发事件，造成了加拿大很多城市停电大约9个小时。那次事件，还损坏了魁北克水力发电站的电力传输系统和新泽西州的一些变压器。假如强烈的太阳风暴发生在现代，我们的通讯、网络和信号传输都会受到中断。 图源：Nieuws Feiten 当然，此次太阳刚刚苏醒时候的爆发，还没有那么大的威力，大家不需要太过担心。 不过，尽管这次事件威力没有那么大，它也会对我们日常生活产生影响。人们现在出行离不开GPS和北斗导航，这都是通过接收导航卫星的电磁波信号，通过信号传播时间计算距离，获得我们的位置。 但是，导航信号势必会穿过位于几百公里高度的电离层，这部分区域大气由于太阳辐射电离存在带电粒子。而在太阳风暴发生时，电离层变化剧烈，导航信号很可能无法穿过电离层。亦或是尽管导航信号穿过了电离层，信号跑过的时间会变化，定位就不那么准确了。
图源：The COMET Program 所以，路痴的小伙伴们，这几天出门可以考虑带一个认识路的小伙伴更加靠谱…… 重！要！通！知！ 2020年12月1日-12月31日 每天16:00-24:00 #科创中国答题抢红包#！ |
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