什么&在太空中的天气,#39;

空间天气发生在时钟周围,经常变化,并且可以造成严重破坏。

太阳的特写镜头'S太阳风暴和磁环。

美国宇航局 / GSFC / SDO / Flickr / CC By 2.0

除了在我们的邻居行星上发生的独特的天气之外,还有太空爆发的空间障碍,在阳光下的各种爆发中,这种情况发生在庞大的行星间空间(氦圈)和近地空环境中发生。

就像地球上的天气一样,天气发生在时钟周围,持续变化,愿意发生变化,并且可能对人类技术和生活造成损害。然而,由于空间是几乎完美的真空(它不含空气,并且是一个主要是空的expanse),它的天气类型是地球的天气类型。而地球天气由水分子组成,移动空气,空间天气由“星料” - 上睑,带电粒子,磁场和电磁(EM)辐射组成,每个都从太阳发出。

天气的类型

太阳不仅驱动 地球’s weather 但是太空的天气也是如此。它的各种行为和爆发每个行为和爆发都会产生独特的空间天气事件。

太阳风

因为太空没有空气, 正如我们所知,它不能存在。然而,存在一种称为可称为等离子体的带电粒子的太阳风流的现象,以及磁场,其经常从阳光从阳光辐射到截然空间。通常,太阳风在每小时近100万英里的“慢速”速度下行驶,并提出 三天 到地球之旅。但是,如果冠状孔(磁场线条直接进入太空)的冠状孔,太阳风可以自由地进入太空,以高达170万英里/小时 - 即 速度速度六倍 而不是闪电(阶梯式领导者)穿过空气。

什么 Is Plasma?

等离子体是物质四种状态之一,以及固体,液体和气体。虽然等离子体也是一种气体,但是当普通气体被加热到这样的高温时,它是一种带电的气体,其原子分裂成单独的质子和电子。 

太阳黑子

黑暗的太阳黑子在阳光下可见's surface.

Stocktrek图片/ Getty Images

大多数空间天气特征是由太阳的磁场产生,通常对齐,但由于太阳赤道旋转的速度比其杆更快地缠绕。例如,太阳黑子暗,天球大小的地区在太阳的表面上发生,在捆绑的场线从太阳的内部到它的散热器,在这些凌乱的磁场的核心留下了凉爽(因此,更暗的)区域。结果,太阳黑图发出了强大的磁场。然而,更重要的是,太阳黑子作为“晴雨表”,因为太阳的活跃程度如何:太阳黑子的数量越大,太阳普遍的风暴越多,而且,太阳风暴,包括太阳耀斑和冠状大规模喷射,科学家期待。

类似于地球上的焦化气候模式 elniño和laniña,太阳黑子活动在持续大约11年的多年周期内变化。当前的太阳循环,循环25, 始于2019年结束。在现在到2025年之间,当科学家预测太阳黑子活动将达到峰值或达到“太阳能最大”时,太阳的活动将增加。最终,太阳的磁场线将重置,无知,并重新安静,在某点太阳黑子活动将衰落到“太阳能最低”, 哪些科学家预测将发生在2030年。在此之后,下一个太阳循环将开始。

什么 Is a Magnetic Field?

磁场是一种无形的力场,其包围电流或孤独的带电粒子的电流。其目的是将其他离子和电子偏转。磁场由电流的(或粒子)运动产生,并且该运动的方向由磁场线表示。

太阳耀斑

太阳耀斑的特写镜头在阳光下的's surface.
太阳在2015年3月11日发出X2.2太阳耀斑。

美国宇航局 / GODDARD / SDO / Flickr / CC By 2.0

出现为Blob形状的光线,太阳耀斑是来自太阳表面的能量(EM辐射)的强烈爆发。根据美国国家航空航天局(NASA),当太阳内部的搅拌运动扭曲太阳的磁场线时,它们会发生。就像一个橡皮筋一样在紧绷扭曲后倒回到形状,这些场线爆炸地重新连接到他们的商标圈形状,在过程中将大量的能量投入到太空中。 

虽然他们只有几分钟才挨时,太阳耀斑释放了 一百万倍的能量 而不是a 火山爆发根据美国宇航局的戈达德太空飞行中心的说法。因为耀斑以光速行进,所以它只需要八分钟,使940万英里长的徒步旅行从太阳到地球上,这是第三个最接近的星球。

冠状大规模喷射

冠状物质射入的特写镜头在太阳的。
2012年8月31日,CME在阳光下爆发。

美国宇航局 / GFSC / SDO / Flickr / CC By 2.0

偶尔,扭转形成太阳耀斑的磁场线变得如此紧张,使它们在重新连接之前分裂。当它们捕捉时,来自太阳电晕(最高大气)的巨型等离子体和磁场爆炸性地逃脱。被称为冠状质量喷射(CMES),这些太阳风暴喷射通常将十亿吨冠状材料携带到行星际空间。 

CMES往往以每秒数百英里的速度行进,并花一到几天才能到达地球。然而,2012年,美国宇航局的太阳能关系天文台航天器是一个CME 每秒2,200英里 它离开了太阳。它被认为是关于记录最快的CME。

天气如何影响地球

空间天气将大量的能量赋予行星际空间,但只有地球导向的太阳风暴,或者从阳光的侧面爆发,目前瞄准地球,有可能影响我们。 (因为太阳每27天旋转一次,面对我们的一侧。)

当地球定向的太阳风暴 发生,他们可以为人类技术和人类健康拼写麻烦。与陆地天气不同,这在最多影响多个城市,国家或国家的影响时,感受到空间天气的影响。 

地磁风暴

太阳,地球和各种各样的空间天气的例证。
太阳风暴的艺术家例证改变在近地球空间的条件。

美国宇航局 / Flickr / CC BY 2.0

每当来自太阳风,CMES或太阳耀斑的太阳能材料到达地球时,它将它崩溃到我们的行星的磁层 - 通过在地球芯中流动的带电熔融铁产生的屏蔽状磁场。 最初,太阳粒子被偏转;但随着粒子推动磁层堆积,能量的堆积最终加速了磁层过去的一些带电粒子。内部,这些粒子沿地球的磁场线行进,穿透北部和南极附近的大气,并在地球磁场中创造地磁风暴波动。

在进入地球的高层大气层后,这些带电粒子在电离层中造成严重破坏 - 大气层的层延伸到地球表面大约37至190英里。它们吸收高频(HF)无线电波,可以使无线电通信以及 卫星通讯 和GPS系统(使用超高频信号)进行FRITZ。它们还可以过载电网,甚至可以深入进入高飞机中行驶的人类生物DNA,将它们暴露在辐射中毒。

极光

南方灯的地上视图。
Aurora Australis,或"southern lights,"如2011年9月17日从国际空间站所见。

美国宇航局 / Flickr / CC By 2.0

并非所有空间天气到地球都会造成恶作剧。随着来自太阳能风暴的高能量宇宙粒子推过磁极,他们的电子开始与地球上大气层的气体和火花极光的气体反应。 (这 北极光或北极光,北极舞蹈,而南极舞蹈,或南极闪耀着南极。)当这些电子与地球氧气混合时,绿色极光灯被点燃,而氮气产生红色和粉红色的色调。

通常,Auroras仅在地球的地区可见,但如果太阳风暴特别强烈,则可以在较低的纬度下看到它们的发光光辉。在称为1859Cartington事件的CME触发的地磁风暴期间,例如,在古巴可以看到极光。

全球变暖和冷却

太阳的亮度(辐照度)也影响了地球的气候。在太阳能最大值期间,当太阳与太阳黑子和太阳风暴的最活跃时,地球自然温暖;但只有略微。根据国家海洋和大气管理局(NOAA),只有关于 十分之一1% 更多的太阳能到达了地球。同样,在太阳能最小值期间,地球的气候略微冷却。

预测太空天气

谢天谢地,科学家们在Noaa的 空间天气预报中心 (SWPC)监测此类太阳能事件如何影响地球。这包括提供当前的空间天气条件,例如太阳风速,并发出三天的空间天气预报。展望预测条件 27天 也可提供。 NOAA还开发了空间天气尺度,类似于飓风​​类别和 EF Tornado评分,迅速向公众传达从地磁风暴,太阳辐射风暴和无线电停电的任何影响将是轻微的,中等,强烈,严重或极端的。

美国宇航局的Heliophysics师 通过进行太阳能研究,支持SWPC。它的船队超过了两次自动化的航天器,其中一些位于阳光下,观察太阳风,太阳循环,太阳爆炸,以及太阳的辐射输出周围的变化,并将这些数据和图像中继回到地球。

查看文章来源
  1. "太阳风." Noaa Space天气预报中心.

  2. Gleber,Max。"CME周:耀斑和CME之间的区别." 美国宇航局.

  3. "地球's Magnetosphere." 美国宇航局.

  4. 拉梅尔兹海姆,德克。"极光的颜色." 国家公园服务.