空间物理资料：地概作业4.docx

1、1.什么是太阳黑子？太阳黑子的形成。答： 太阳黑子是在太阳大气中的光球层形成的， 是太阳光球上因为磁场较强温度较低而形成的黑色斑点。 主要是因为平时看到的可见光主要由光球层发出， 光球层由对流层携带的热量加热，一般温度约为 5800K。而在太阳某些区域磁场特别强烈，形成一个闭合磁力线的环，将高能带电粒子约束在磁力线内，而强磁场和大量带电粒子穿过对流层时会阻碍对流作用，进而影响该处光球层的能量供应， 使该处温度降低至 4500K 左右， 和附近的光球层相比就显得更暗，因此就形成了太阳黑子。黑子数目伴随着太阳的活动有 11 年的周期。2.什么是太阳耀斑？答： 发生在色球和日冕层的一种太阳爆发性活动

2、。 色球层中某些区域的强磁场发生磁重联时会将磁能释放出来， 转变为等离子体的内能和动能， 将附近的等离子体加热并加速到接近光速，这些等离子体会因此辐射出频率比平时高得多的电磁波，如紫外线、X 射线、射线等等，往往伴随着该处的可见光辐射也急剧增强，因此看上去会比其他地方亮得多，这就形成了耀斑。强的耀斑往往还同时辐射出一些高能带电粒子，此时 CME 便伴随着耀斑共同发生。因为大量等离子体同时辐射短波， 因此太阳的总电磁辐射量会急剧增大， 在强耀斑时紫外和X 射线辐射可增强 100 倍。耀斑辐射出的主要是高频电磁波，它们会影响地球的电离层，引起突发电离层骚扰：使电离度增加，整个电离层下移和加厚，使原

3、本能穿过 D 层进入 EF 层之间传播的天波信号衰减或者中断， 同时使需要穿过电离层的卫星通讯受到影响。 因此大多数耀斑主要对电离层产生影响， 只有大型的伴随着强粒子辐射的耀斑才会对地磁场产生更大的影响。在太阳活动高年，耀斑大约每周发生一次，而低年则数周才可观测到。3.什么是日冕物质抛射？答：简称 CME，是发生在日冕层的一种太阳爆发性活动。日冕的等离子体被强磁场所约束，当发生磁重联时磁场所储存的磁能释放出来， 加热和加速日冕物质， 使之获得足够的逃逸速度飞向行星际空间。用日冕仪可观测到明显的日冕物质抛射过程。CME 可以独立发生，也可以伴随着强耀斑同时发生。这些抛射出的高能带电粒子速度比太阳

4、风快得多，最高可达2000km/s。这些带电粒子到达地球后，会进入地球磁场，产生一系列影响：首先会顺着磁力线进入两极， 产生更强范围更广的极光； 其次大量高能带电粒子进入极区后会进一步进入大气，增强电离层的电离程度，导致极区电离层高度下降和厚度增加，使通过极区传播的无线电波衰减至完全中断，便导致了极盖吸收事件；大量高能粒子进入磁层，会引起磁层高能粒子暴，使磁层中的高能粒子大量增加，危害宇航员的安全，导致航天器的故障；一部分带电粒子进入磁场后会被磁场捕获， 总体上绕赤道做圆周运动形成环形电流， 会产生与地磁场方向相反的磁场， 导致地磁场强度减弱， 引起磁暴； 同时磁暴会引起电离层暴， 导致通讯中

5、断。在太阳活动高年时每天发生 3 次， 活动低年大约每 5 天发生一次。 所抛射出的高能粒子大约需要 2 天到达地球。4.什么是太阳活动周？答：太阳电磁辐射与粒子辐射的周期性变化称为太阳的周期性活动。主要周期活动为 27 天的自转周期、11 年的黑子周期和 22 年的磁场周期。太阳每 27 天自转一周，其上黑子也随之自转。每 11 年太阳表面的黑子数达到高峰，同时太阳也变得更加活跃，爆发性活动如耀斑和 CME 的频率也随之增加。每 22 年太阳的磁极就翻转一次。随着这些周期，太阳的各项参数也在改变。在 22 年的太阳活动周中，电磁辐射中可见光的波长变化比较小，短波区和射频变化可达 100 倍，耀斑时 X 射线变化可达 106。在 11 年黑子周期中太阳总输出功率会有千分之几的改变，足以影响气候变化。在带电粒子方面，太阳风随着太阳的自转有 27 天周期的变化，随着日冕物质抛射也会有偶然性的爆发。