黑子 耀斑和 太阳风 对地球的影响

题目

黑子 耀斑和 太阳风 对地球的影响
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答案

耀斑及黑子对地球的电离层、磁场和极区有显著的地球物理效应.
地球大气层在太阳辐射的紫外线、X射线等作用下形成电离层,无线电通讯的无线电波就是靠电离层的反射向远距离传播的.当太阳活动剧烈,特别是耀斑爆发时,在向阳的半球,太阳射来的强X射线、紫外线等,使电离层D层变厚,造成靠D层反射的长波增强,而靠E层、F层反射的短波却在穿过时被D层强烈吸收受到衰减甚至中断,如l970年11月5日长途台曾因此中断2小时；这被称为“电离层突然***扰”.这些反应几乎与大耀斑的爆发同时出现,因为电磁波的传播速度就是光速,大约8分多钟即可由太阳到达地球表面,所以反应非常快.经过一段肘间以后耀斑产生的带电的高能粒子逐渐到达地球,它们受地球磁场的作用向地磁极两极运动,因而影响极区的电离层,造成高纬度地区的雷达和无线电通讯的***扰,甚至中断.这被称为“极盖吸收”和“极光带吸收”,它的影响时间较长.
整个地球是一个大磁场.地球的北极是地磁场的磁南极,地球的南极是地磁场的磁北极.地极和磁极之间有大约11度的夹角,因此地球的周围充满了磁力线,不同的位置有不同的地磁强度.平时地磁受多方面的影响,会有不同程度的扰动,而影响最大的就是磁暴现象.磁暴一般发生在太阳耀斑爆发后20－40小时,它是地磁场的强烈扰动,磁场强度可以变化很大.这时太阳风速往往增加,并且向太阳一面的磁层顶面可由距地心8－11个地球半径被压缩到5－7个地球半径,磁暴的发生对人类活动,特别对与地磁有关的工作都会受到影响.
在磁暴发生时,高纬度地区常常伴有极光出现.极光常常出现于纬度靠近地磁极地区25度－30度的上空,离地面100－300千米,它是大气中的彩色发光现象,形状不一（见课本前彩图）.常出现极光的区域称为极光区.由于来自太阳活动区的带电高能粒子流到达地球,并在磁场作用下奔向极区,使极区高层大气分子或原子激发或电离而产生光.当太阳活动剧烈时,极光出现的次数也增大.
太阳活动与地球上气候变化的关系也是比较明显的,据统计,地面降水量的变化,也有11年、22年等的周期,另外地球高层大气的变化也与太阳活动相关.地震、水文、气象等多方面的研究都说明了太阳活动对地球的影响,关于这方面的物理机制还在研究中.
大耀斑出现时射出的高能量质子,对航天活动有极大的破坏性.高能质子达到地球附近肘,特别是容易到达无辐射带保护的极区,会影响极区飞行；如遇卫星则对卫星上的仪器设备有破坏作用；太阳能电地在高能质子的轰击下,性能会严重衰退以至不能工作；如遇在飞船外工作的宇航员将危及生命.