什么是空间天气?

我们先来观察一下早已熟知的地球上一个璀璨瑰宝——极光。

当太阳发出的能量物质穿过宇宙空间到达地球附近时,其中一部分会与地球磁场相遇,磁场“控制”这些带电粒子改变运动方向,并引导其进入地球的南北极区。随后,这些来自太阳的高能带电粒子会与地球大气发生剧烈的撞击,一瞬间,处在不同高度的多种气体同时被激发,颜色与形态各异的灵动极光就出现在天空之中。如同一位信使,为我们带来远在一亿五千万千米之外的太阳“问候”的极光,以触发人们奇妙的视觉感受“透露”宇宙的秘密——空间天气。

在我们所处的地球与太阳系唯一的恒星太阳之间,人类能够看到与感觉到的阳光,只是其中一小部分,大量如伽马、X射线这种日常难以接触、能量更高的电磁波才是其中常客;除此之外,还有“吹拂”到太阳系每个角落的太阳风。它们构成了行星际空间的物质主体,其主要由带电粒子组成,它们速度很快,以每秒几百千米的速度突破太阳的引力束缚,进入宇宙空间。

而在靠近地球的这一边,在太阳光线的照射与太阳风的联合作用下,能量以多种形式在改变着地球的空间环境,从距离地面数万千米的位置区域向内,形成地球磁场、电离层、热层的立体结构。

这样,太阳与地球之间形成了宇宙空间中的巧妙“默契”与动态“平衡”。

与大众的常规认知不同的是,太阳并非一成不变。平静时的太阳,释放出的太阳风速度低、变化慢,物质密度也相对较低,并且没有明显的爆发活动。然而,一旦太阳转入爆发模式,太阳风速度提高、密度增大,就连温度也会出现跳跃式升高,耀斑和日冕物质抛射这两个“大招”也会随时放出,冷却时间也大幅度缩短,甚至开启多种爆发活动连续同时发生的“狂暴模式”。

对应这两种太阳活动模式,前面提到的包括地球磁层、电离层、热层在内的空间环境,也在发生着显著的变化,这些变化会对人造卫星和空间站、通信与能源系统以及人类健康带来严重影响和危害,我们将太阳爆发活动及其所引发的空间环境变化称为空间天气。

来源:中国天气网

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页面更新:2024-04-21

标签:电离层   太阳风   宇宙空间   空间   极光   千米   磁场   粒子   地球   天气   太阳

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