太陽(yáng)的活動(dòng)并不是一成不變,它會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化,呈現(xiàn)出不同的活動(dòng)水平,這種變化就叫做太陽(yáng)活動(dòng)周期,大約每11年重復(fù)一次,在這個(gè)周期中,太陽(yáng)會(huì)從活動(dòng)水平最低的“極小期”到活動(dòng)水平最高的“極大期”,然后再逐漸回落到“極小期”,進(jìn)而完成一次循環(huán)。
目前,我們正處于第25個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期,它從2019年底月開始,當(dāng)時(shí)科學(xué)家們預(yù)測(cè)這個(gè)周期的極大期應(yīng)該在2025年出現(xiàn),但隨著時(shí)間的推移,科學(xué)家逐漸意識(shí)到這樣的預(yù)測(cè)似乎并不準(zhǔn)確,因?yàn)榉N種跡象表明,太陽(yáng)的活動(dòng)水平比預(yù)期的提高得更快,也就是說,太陽(yáng)即將迎來極大期。
例如,觀察到的太陽(yáng)黑子數(shù)量比預(yù)測(cè)的要多得多,2022年12月,太陽(yáng)就突破了過去8年以來的黑子數(shù)量峰值,在此之后,太陽(yáng)黑子的數(shù)量仍然在不斷攀升,到了2023年1月,觀察到的太陽(yáng)黑子數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了預(yù)測(cè)值的兩倍多(143個(gè)對(duì)比63個(gè)),而且在接下來的幾個(gè)月里也保持了很高的水平,迄今為止,觀察到的太陽(yáng)黑子數(shù)量已經(jīng)連續(xù)27個(gè)月超過了預(yù)測(cè)的數(shù)量。
(↑2022年12月份的兩個(gè)主要太陽(yáng)黑子群在太陽(yáng)表面移動(dòng)的延時(shí)圖像)
除了太陽(yáng)黑子之外,太陽(yáng)耀斑的觀測(cè)數(shù)據(jù)也表明太陽(yáng)極大期快要到來了。簡(jiǎn)單來講,太陽(yáng)耀斑是指在太陽(yáng)表面局部區(qū)域突然和大規(guī)模的能量釋放過程,按照釋放能量從小到大的順序,太陽(yáng)耀斑可分為A、B、C、M和X五個(gè)等級(jí),每?jī)蓚€(gè)等級(jí)之間的能量相差1個(gè)數(shù)量級(jí)。
觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,在2022年的時(shí)候,C級(jí)和M級(jí)的太陽(yáng)耀斑數(shù)量比2021年多了5倍,并且最強(qiáng)大的X級(jí)耀斑數(shù)量還在逐年增加,僅僅是2023年的上半年,X級(jí)耀斑的數(shù)量就達(dá)到了8次,與之相比,2022年全年的X級(jí)耀斑的數(shù)量卻只有7次。
當(dāng)太陽(yáng)耀斑出現(xiàn)的時(shí)候,會(huì)釋放出強(qiáng)大的太陽(yáng)風(fēng),往往還會(huì)伴隨著巨大的、快速移動(dòng)的等離子粒子云,這被稱為日冕物質(zhì)拋射(CME),太陽(yáng)耀斑的等級(jí)越高,太陽(yáng)風(fēng)和日冕物質(zhì)拋射的威力就越大,它們會(huì)一定程度地破壞地球的磁場(chǎng),進(jìn)而引發(fā)地磁風(fēng)暴。
科學(xué)家表示,2023年上半年出現(xiàn)的地磁風(fēng)暴也比去年的更多,特別是在2023年3月24日,一次強(qiáng)烈的日冕物質(zhì)拋射毫無預(yù)警地襲擊了地球,引發(fā)了近六年來最強(qiáng)大的地磁風(fēng)暴,在地球上空造成了大范圍的極光現(xiàn)象,并導(dǎo)致了地球大氣熱層頂?shù)臏囟冗_(dá)到了近20年來的峰值。
除此之外,2023年上半年還出現(xiàn)了一些罕見的太陽(yáng)現(xiàn)象,比如說2月2日,在太陽(yáng)北極出現(xiàn)了一個(gè)巨大的極地渦旋,3月9日,一道高達(dá)10萬(wàn)公里的“等離子體瀑布”從太陽(yáng)北極附近區(qū)域升起又落回去,3月15日至18日期間,太陽(yáng)表面還刮起了一場(chǎng)持續(xù)了3天之久的巨型“龍卷風(fēng)”,其峰值高度達(dá)到了大約17.8萬(wàn)公里。
總而言之,上述的種種跡象都表明,太陽(yáng)極大期快要來了,這意味著什么呢?科學(xué)家認(rèn)為,這意味著在本次太陽(yáng)活動(dòng)周期中,太陽(yáng)極大期很可能來得比之前預(yù)測(cè)的更早,與之對(duì)應(yīng)的是,太陽(yáng)風(fēng)暴也可能更猛烈,而我們?nèi)祟惖娜粘I钍艿接绊懙母怕室矔?huì)比平時(shí)更高一些。
當(dāng)太陽(yáng)上爆發(fā)劇烈的活動(dòng)時(shí),會(huì)通過電磁輻射、太陽(yáng)風(fēng)以及日冕物質(zhì)拋射等方式,釋放出比平常高得多的能量,進(jìn)而在日地空間引發(fā)一系列的強(qiáng)烈擾動(dòng),這樣的現(xiàn)象通常被稱為“太陽(yáng)風(fēng)暴”。
科學(xué)家認(rèn)為,太陽(yáng)風(fēng)暴會(huì)不會(huì)影響到我們,主要取決于它們是否會(huì)擊中地球,畢竟它們必須在正確的時(shí)間指向正確的方向,根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn),此次太陽(yáng)極大期可能會(huì)持續(xù)一到兩年,而在此期間,由于太陽(yáng)的活動(dòng)水平相對(duì)很高,太陽(yáng)風(fēng)暴撞上地球的可能性就將會(huì)比平時(shí)更高。
如果一個(gè)太陽(yáng)風(fēng)暴擊中了地球,它就會(huì)使地球上層大氣電離,并干擾無線電和衛(wèi)星信號(hào),而一場(chǎng)大的太陽(yáng)風(fēng)暴則可以讓半個(gè)地球暫時(shí)失去長(zhǎng)距離無線電和全球定位系統(tǒng)的連接,此外,強(qiáng)烈的太陽(yáng)風(fēng)暴還可以產(chǎn)生地面電流,這些電流可能會(huì)損壞人類的一些基礎(chǔ)設(shè)施,比如電網(wǎng)或鐵路線。
過去的研究還發(fā)現(xiàn),太陽(yáng)風(fēng)暴可以干擾地球上的那些依靠地球磁場(chǎng)線導(dǎo)航的動(dòng)物的遷徙路線,還可能會(huì)使大氣層頂被電離的大氣變得更密集,進(jìn)而對(duì)繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星造成額外的阻力,令其偏離甚至脫離原有的運(yùn)行軌道,而與過去相比,現(xiàn)在衛(wèi)星的數(shù)量也要多很多,這就增加了衛(wèi)星在太陽(yáng)極大期時(shí)發(fā)生碰撞或脫軌的風(fēng)險(xiǎn)。
根據(jù)科學(xué)家的估算,此次太陽(yáng)極大期可能會(huì)在2023年底就會(huì)正式開始,不過我們也不必為此太過擔(dān)憂,因?yàn)楸M管我們目前無法直接阻止一個(gè)猛烈的太陽(yáng)風(fēng)暴的襲擊,但我們只要事先做好觀測(cè),就可以提前做好準(zhǔn)備,比如說提前改變衛(wèi)星軌道、關(guān)閉較為脆弱的基礎(chǔ)設(shè)施等,這樣就可以避免出現(xiàn)較大的損失,所以未來我們應(yīng)該開展更多的太陽(yáng)觀測(cè)工作,以期獲得更準(zhǔn)確、更及時(shí)的太陽(yáng)動(dòng)態(tài)。
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