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为何要对太阳进行“天气预报”?决定因素是?

2018-03-13 11:48外星探索
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   太阳是在大约45.7亿年前在一个坍缩的氢分子云内形成。太阳形成的时间以两种方法测量:太阳目前在主序带上的年龄,使用恒星演化和太初核合成的电脑模型确认,大约就是45.7亿年。这与放射性定年法得到的太阳最古老的物质是45.67亿年非常的吻合。太阳在其主序的演化阶段已经到了中年期,在这个阶段的核聚变是在核心将氢聚变成氦。每秒中有超过400万吨的物质在太阳的核心转化成能量,产生中微子和太阳辐射。以这个速率,到目前为止,太阳大约转化了100个地球质量的物质成为能量,太阳在主序带上耗费的时间总共大约为100亿年。

     太阳无时无刻不在变化着,并且有多种活动方式,有规律性的,也有突发性的。天上的卫星、地面的台站,数不清的仪器在监测着太阳,人们可以借此预测不同太阳活动变化对地球空间的影响及程度,这就是针对太阳的“天气预报”。

太阳“天气”的决定因素是什么?如何进行预报呢?

太阳天气 关键看黑子

太阳黑子是人们最早观测到的太阳活动现象。1843年,德国天文爱好者施瓦布通过日常观测发现了太阳黑子数量的多少存在11年左右的周期。之后,随着观测数据的增加,这一规律不断被证实,并且人们发现黑子数的多少与这个时期的太阳活跃程度相对应。于是,太阳黑子数的这种规律变化成为人们划分太阳活动周期的标志,黑子数量的高峰年称为太阳活动峰年,黑子数最少年称为太阳活动低年,两次低年之间定为一个太阳活动周。

太阳活动周变化示意图

至今,太阳黑子数仍是最典型、最具代表的一种太阳活动参数,人们对太阳活动周的预报主要体现在对太阳黑子数的预报。通过对一个活动周内太阳黑子数的预测,我们就可以判断未来一个太阳活动周的整体趋势,哪个阶段太阳会比较平静,什么时候会到达太阳活动周峰年,峰年水平会有多高,太阳风暴发生的强度和概率有多大等等。

太阳黑子数年变化

除了太阳黑子数之外,人们还发现了另一种能代表太阳活动周变化的参量——太阳10.7cm射电流量(F10.7)。从长期的监测中人们还发现,F10.7和太阳黑子数有很强的相关性,F10.7值的大小也能很好地代表太阳活动的强弱,并且由于F10.7在地面就可以监测获取,长久以来在许多重要的电离层和中高层大气模型中,通常都是以F10.7作为输入来表征太阳活动的水平。因此,无论是过去、现在,还是未来,F10.7监测在太阳活动预报和研究中都将具有举足轻重的地位。

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