每日科普——太阳风原来这么可怕

“太阳风”顾名思义，就是从太阳上吹出来的，不过却不是我们平常所见到的风，太阳风是从恒星上层大气射出的超高速等离子体（带电粒子）流。在不是太阳的情况下，这种带电粒子流也常称为“恒星风”。

太阳风的密度与地球上的磁场密度相比是非常稀薄而微不足道的。一般情况下，在地球附近的行星际空间中，每立方厘米有几个到几十个粒子，而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。然而太阳风虽十分稀薄，但它刮起来的猛烈劲，却远远胜过地球上的风。在地球上，12级台风的风速是每秒32.5米以上，而太阳风的风速，在地球附近却经常保持在每秒350～450千米，是地球风速的上万倍，最猛烈时可达每秒800千米以上。太阳风是从太阳大气最外层的日冕，向空间持续抛射出来的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞中喷射出来的，其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种：一种持续不断地辐射出来，速度较小，粒子含量也较少，被称为“持续太阳风”；另一种是在太阳活动时辐射出来，速度较大，粒子含量也较多，这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球的影响很大，当它抵达地球时，往往引起很大的磁暴与强烈的极光，同时也产生电离层骚扰。太阳风的存在，给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。

太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。

在本世纪之前，这类情况对人类并没有什么影响。但是，到了20世纪，人们发现，磁暴会影响无线电接收，各种电子设备也会受到影响。由于人类越来越依赖于这些设备，磁暴也就变得越来越事关重大了。比如说，在磁暴期内，无线电和电视传播会中断，雷达也不能工作。

同时，太阳风暴对地球气候和地球运动有长期影响，对于人类社会的高技术系统，如空间飞行器、飞行器上的仪器和宇航员、短波通讯、导航、遥感有很大的危害。因此，太阳风暴通过高技术对人类生存环境产生重大影响的影响。

（1）日地空间环境

纵然没有太阳活动，太阳也会向它周围的空间输出电磁辐射和太阳风（即高速带电粒子流）。太阳风与地球磁场相互作用，使得地球磁场朝着太阳的那一方向产生类似船头破浪那样的弓形激波。因此，太阳电磁辐射、太阳风、地球大气层构成了日地空间基本环境。一旦有了太阳活动，就可能在日地空间产生“风暴”。

（2）太阳活动对日地空间环境的扰动方式

突然增强的电磁辐射 （耀斑）；

高能粒子注入日地空间 （耀斑或日珥爆发）；

大量的磁化等离子体冲击地球磁层（日冕物质抛射或日珥爆发）；

这些扰动引起地球磁场激烈变动，电离层发生强烈骚扰地球高层大气化学成分、密度和温度发生急剧改变。上述变化可能进一步引起如下灾害性事件：

宇航员可能受到辐射伤害；

无线电传播受到强烈干扰；

电磁遥感测量在磁暴期间常常发生错误；

电波路径发生位移，GPS定位、导航产生误差；

大磁暴使电网超载、造成输中断；

卫星衰老并过早陨落，星载电子仪器受到严重损害。

据统计,1971年2月至1986年11月美国卫星出现的1589次异常事件中,70%与卫星所处的空间环境有关，空间环境直接诱发的异常事件占16.7%。卫星故障分析表明，在所有卫星故障中, 空间环境诱发的故障约占40%。