太陽活動規(guī)律

太陽活動的規(guī)律通過前面的介紹我們知道，太陽上有著各種激烈的活動，這些活動會對人類產(chǎn)生直接或者間接的影響。也許你想問，自太陽誕生以來茫茫數(shù)十億年間，太陽上的各種活動是雜亂無章的還是存在著什么規(guī)律呢？答案是肯定的，據(jù)科學(xué)家研究，目前所知的太陽活動主要有27天和11年的周期規(guī)律，接下來就請跟我一起來了解這些規(guī)律吧。什么是27天的周期規(guī)律？人們發(fā)現(xiàn)，地球空間中的一些現(xiàn)象存在著準27天的周期規(guī)律，如高能電子暴、大氣密度變化等，那么這種規(guī)律是否跟太陽相關(guān)呢？科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，這種規(guī)律正是太陽活動對地球直接或者間接影響的體現(xiàn)。至于為什么是27天的周期規(guī)律，要明白這個問題，我們必須先知道另外一個現(xiàn)象，即太陽的自轉(zhuǎn)。我們都知道地球存在著自轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，太陽是否也存在著自轉(zhuǎn)呢？早在17世紀初，自從意大利科學(xué)家伽里略發(fā)明望遠鏡以來許多科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，用望遠鏡連續(xù)幾天觀察太陽日面上的同一黑子群時，發(fā)現(xiàn)其每天存在著自東向西的移動這表明太陽也在自轉(zhuǎn)。不過與有著堅固固體外殼的地球不同的是，作為流體的太陽，其日面上不同緯度處的自轉(zhuǎn)角速度并不相同，赤道處自轉(zhuǎn)速度最快，靠近兩極處最慢，自轉(zhuǎn)速度隨緯度的增加而變慢。由于太陽在自轉(zhuǎn)的同時，地球也在圍繞太陽公轉(zhuǎn)（與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)么？），因此從地球上看太陽，其自轉(zhuǎn)周期會變長我們把這個自轉(zhuǎn)周期稱為會合周期（表1）。從表中可以看出，太陽赤道附近的會合周期在27天左右，由于太陽赤道附近的活動對地球的影響最大，這意味著太陽活動將對地球造成27天周期性的影響，這就是太陽活動27天周期規(guī)律的由來。需要明白的是，太陽活動并沒有27天周期性規(guī)律，只是由于太陽的自轉(zhuǎn)對地球造成了27天周期性的影響，記住哦。表1太陽自轉(zhuǎn)速度隨緯度的變化（太陽物理導(dǎo)論表1.1）緯度自轉(zhuǎn)周期會合周期0（太陽赤道）25.0d26.8d3026.2d28.2d6028.4d30.8d7529.3d31.8d什么是11年的周期規(guī)律？（太陽磁場活動周期，影響空間環(huán)境的最重要周期）前面說到，太陽活動27天的周期規(guī)律源自于太陽自轉(zhuǎn)，與此不同的是，接下來要講的太陽活動11年的周期規(guī)律卻源自于太陽活動水平本身的周期性變化。我們知道，太陽的黑子數(shù)的多少可以代表太陽活動水平的強弱。最初在18世紀中葉，一些科學(xué)家【德國天文學(xué)家施瓦貝（SamuelHeinrichSchwabe）經(jīng)過對太陽黑子連續(xù)17年的觀測后，于1843年聲稱太陽黑子數(shù)目以10年為周期增多或者減少；德國天文學(xué)家沃爾夫（RudolfWolf）于1848年提出黑子相對數(shù)概念，并重建太陽活動周至1700年】通過對太陽黑子數(shù)記錄的搜集和整理，發(fā)現(xiàn)黑子數(shù)的年平均值明顯的表現(xiàn)出存在著11年左右的周期（圖1），相應(yīng)的太陽活動強弱也表現(xiàn)出11年左右的周期變化，這就是太陽的11年活動周期。這個周期又叫太陽磁場活動周期，是影響空間環(huán)境的最重要周期。我們把1755年至1766年稱為第一個太陽活動周，目前剛剛進入了第24個太陽活動周。實際上11年的周期只是一個平均值，短至9年，長至14年的周期已被觀測到過。除太陽黑子數(shù)外，現(xiàn)在常用的另一個表示太陽活動強度的指數(shù)為F10.7射電流量，它也

明顯的表現(xiàn)出存在著11年左右的周期（圖2）。圖3顯示的是太陽極紫外波段輻射強弱在一個太陽活動周的變化，2001年是其峰年。圖1圖1太陽黑子數(shù)年均值變化地密洛6蔽牛眺安松年份：圖2F10.7射電流量年變化

圖31996-2006太陽活動周的極紫外波段變化11年周期的其它現(xiàn)象。漂亮的蝴蝶圖：科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，除了太陽黑子數(shù)目隨太陽活動周有著周期性的變化外，日面上太陽黑子出現(xiàn)的平均緯度也隨太陽活動周而變化。在活動周開始，太陽黑子一般處于較高的緯度，約30°，隨著活動周的進展，逐漸向赤道轉(zhuǎn)移，在活動周的末尾，平均緯度約為8°。當新的太陽活動周開始時，太陽黑子又出現(xiàn)在較高的緯度，周而復(fù)始。因此，如果以時間為橫軸和黑子平均緯度為縱軸作圖，我們可以得到一串類似蝴蝶翅膀的漂亮圖案（圖4），這被稱為太陽黑子蝴蝶圖。Thesunspotbutterflydiagram.Thismodernversionisconstructed(andregularlyupdated)bythesolargroupatNASAMarshallSpaceFlightCenter.太陽黑子的極性變化規(guī)律：我們知道，黑子群出現(xiàn)時一般是由前后兩部分組成，且兩部分的磁場極性正好相反。實際上科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，太陽黑子群的磁場極性也隨著太陽活動周而變化。即在同一太陽活動周，若北半球的前導(dǎo)黑子群的磁場極性為南極，則南半球后隨黑子群的也為南極，兩者極性相同，然而在下一太陽活動周，它們的極性卻都會變?yōu)楸睒O（圖5Hale定律）。此外，科學(xué)家通過對太陽極區(qū)磁場的觀測，證實了太陽的極區(qū)磁場在每個太陽活動極大年附近也存在著極性轉(zhuǎn)換規(guī)律。

圖5雙極黑子群極性轉(zhuǎn)換定律，（a）為前一太陽活動周，（b）為下一活動周太陽的11年周期性活動會對我們產(chǎn)生什么影響？由于地球空間受太陽活動調(diào)制明顯，其周期性的變化必然給地球帶來相應(yīng)的影響。一些科學(xué)家認為，地面降水量大小的周期性變化即源于太陽活動的周期性變化，人們還發(fā)現(xiàn)，近一個半世紀以來北半球的溫度變化與太陽活動周期也存在較好的對應(yīng)關(guān)系（圖6）。盡管太陽活動對地球溫度變化產(chǎn)生影響，但目前研究表明，如今地球變暖的主要溫度變化仍然是由溫室效應(yīng)引起的，所以別怪罪太陽哦。大氣密度變化也隨太陽活動發(fā)生周期變化100km以上的高層大氣在太陽活躍期密度會增加，從而加大人造衛(wèi)星的運行阻力，縮短其壽命。在太陽活動高年，由于太陽風(fēng)暴的頻繁發(fā)生，會對人造衛(wèi)星造成的顯著的威脅。此外，由于太陽活動對臭氧層、地球磁場、銀河宇宙線、質(zhì)子事件等影響顯著，這些事件也明顯的表現(xiàn)出相應(yīng)的周期性。由于地球環(huán)境中碳14的含量主要來自于銀河宇宙線的轟擊，因此碳14含量的多少也會隨太陽周期活動而變化。圖6倫敦地區(qū)氣溫5年平滑值（上半圖）與黑子相對數(shù)年均值（下半圖），其中ssmax為太陽黑子極大年太陽活動還有更長的周期么？太陽除了明顯存在的27天和11年周期外，是否還存在著其它更長周期的呢？關(guān)于這一點，科學(xué)家們提出過太陽活動可能存在80年的周期以及其它一些更長的周期。但是由于目前用望遠鏡觀測太陽黑子的可靠記錄只有300多年，這些結(jié)果目前都還不可靠。既然前面已經(jīng)知道，太陽活動的周期性會對地球產(chǎn)生相應(yīng)的影響，那么是否可以通過對應(yīng)的影響來推斷太陽活動周期呢？科學(xué)家想到利用其它的方法來進行間接的推算，比如極光出現(xiàn)頻數(shù)，樹輪的碳14含量，目視黑子記錄等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)太陽活動長期變化與古氣候的周期變化有著一致性。但這些方法本身精確性不高，也只是對太陽活動更長期變化的進一步探討，尚無確切的周期結(jié)論（對否）。你想知道更多的太陽活動規(guī)律么：聽過我們的介紹，你是否對太陽活動規(guī)律有一定的了解了呢，你是否想