太阳天气对地球有真实的物质效应

太阳天气对地球有真实的物质效应 太阳耀斑和其他现象会对我们的地球活动产生惊人的影响。 存在Shutterstock

9月1,1859,太阳天文学家理查德卡林顿 目睹了太阳黑子突然短暂闪过,然后才消失。 就在第二天黎明前,极光在大部分地球上爆发,向南延伸至加勒比海和夏威夷,而南极光则被视为智利北部。 该活动不仅在他们通常不会出现的区域产生可见光显示, 但它也发送了世界各地的电报系统.

鉴于卡林顿时代的技术状况,地磁风暴​​的影响仅限于电报服务的中断。 如果今天发生类似的事情,世界的技术基础设施可能会停滞不前。 地磁暴等极端空间天气事件 现在更具破坏性 比过去。 这是因为我们更加依赖可能受到地球大气层高电流和高能粒子影响的技术系统。

太阳上的一个活跃区域 - 一个强烈而复杂的磁场区域 - 在美国宇航局太阳动力学观测站在7月5-11,2017之间拍摄的视频中旋转到了太阳的视野。 这个太阳黑子的黑暗核心比地球大。

太空天气威胁

我们可能会认为空间是一个沉默,空洞的空洞,太阳只是遥远的光和热源。 这不一定是真的。 太阳和地球以更复杂,亲密和有时危险的方式相连.

太阳黑子是 太阳光球上的临时现象 看起来比周围区域更暗。 太阳黑子可以不断变化,可能只持续几个小时到几天; 对于更激烈的团体,甚至是几个月。 人们早就知道太阳黑子的总数随着大约11年的重复而变化,称为太阳周期。 太阳黑子活动的高峰被称为太阳最大值,而平静被称为太阳最小值。

太阳天气对地球有真实的物质效应 生动的橙色飘带的超热带电气体(等离子体)从太阳表面发出电弧,显示太阳磁场从太阳黑子垂直上升的结构。 日出,JAXA / NASA

太阳黑子表现出强烈的磁活动,伴随着二次现象,如电磁辐射(耀斑)爆发和日冕物质抛射(CME) - 这是突然爆发的物质 - 伴随着太阳高能粒子(SEPs)。 太阳耀斑是从太阳突然释放的能量,而CME则将热等离子体从太阳射入太空。

引发耀斑和CME的确切机制仍在争论中,但是太阳黑子组越大, 太阳活动越强烈。 太阳不断地喷射高能电子,质子和轰击地球的其他原子核。 太阳耀斑和CME发出巨大的能量 和带电粒子撞击地球的高层大气,在那里它们可以引起地磁暴。

地磁暴期间的带电粒子会对地球磁场造成干扰,从而对电力系统产生影响。 地磁暴产生了许多影响 例如电压中断导致停电; 土壤电压的变化会增加石油管道的腐蚀; 卫星,无线电和蜂窝通信网络中断; 暴露于高水平的辐射; 和减少极地航线的航班。

太阳天气对地球有真实的物质效应 10月19,2014,太阳耀斑从太阳的左下角飙升。 图像是在131埃的极紫外波长下拍摄的 - 这种波长可以看到耀斑的强烈热量,通常以蓝绿色表示。 NASA / SDO

在大多数情况下,地球的磁场保护人类免受来自太阳的辐射。 然而,地球的磁场在两极都较弱,因此一些粒子通过地磁暴进入地球大气层。

太阳能天气影响

太阳活动对北美电网的不利经济影响已得到充分证明。 例如, 4%的电力干扰 报告给美国能源部的1992和2010之间的地磁活动强烈。

我一直在努力 气候变化的经济影响 一段时间以来,我想:“太阳怎么样?”

有趣的是,虽然对空间天气的研究是一个快速发展的领域,但评估其整体社会和经济影响的学术工作似乎还处于起步阶段。

我目前正和我的一位前研究生赵紫春一起研究太空天气的经济影响。 我们对太阳活动的代理指标是太阳在特定时间产生的太阳黑子数量,幸运的是,这些数据是 公开的.

在我们的实证分析中,我们发现了 经济合作与发展组织第34成员国的国内生产总值(GDP) 随着太阳活动的增加而减少 平均而言,太阳活动每增加1%,国内生产总值至少减少0.06%。

我们发现地磁暴的负面经济影响在北纬地区更为显着。 但是,地磁暴的影响 不限于高纬度地区 并已记录在 英国, 芬兰, 瑞典, 西班牙中, 美国,加拿大, 南非, 日本, 中国巴西.

我们的实证结果表明,地磁风暴​​造成的损害在信息和通信领域要大得多。谈话

关于作者

Michael Batu,经济系助理教授, 温莎大学

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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