太阳黑子和耀斑对地球影响会使太阳辐射变强吗？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-10-02 10:50 标签： 太阳黑子和耀斑对地球影响
本文着重讨论太阳活动对地球气候的相关联系和影响。本次耀斑爆发据媒体报道，1月6日、9日、11日，太阳分别爆发了三次X级耀斑，其中6日为X1.2级，9日为X1.9级，11日为X1级耀斑。这个X级别是耀斑等级的最高等级。（地球电离层对太阳软X射线辐射强度变化反应敏感，所以国际上也广泛采用1~8埃的软X射线辐射强度对X射线耀斑进行定级。按照美国GOES卫星观测的软X射线峰值流量的量级将耀斑分成五级，分别为A、B、C、M和X，各等级后面的数值表示X射线峰值流量的具体数值。）短短五天太阳爆发了三次X级耀斑，这是2017年以来太阳最为活跃的耀斑爆发。太阳耀斑这是太阳活动的重要表现，是太阳表面局部区域突然和大规模的能量释放过程，引起局部区域瞬时加热，向外发射各种电磁辐射，并伴随粒子辐射突然增强，所辐射出的光的波长横跨整个电磁波谱。大多数耀斑都发生在太阳黑子群的上空，且黑子群的结构和磁场极性越复杂，发生大耀斑的几率越高。当太阳耀斑发生剧烈爆发就会导致地球磁层相应发生剧烈变化，从而引起地磁暴的发生。地磁暴会对航天器、输电线、无线电通讯等造成明显影响。太阳耀斑和地磁暴也会使得极地的极光活动变为频繁。中央气象台风云三号卫星观测太阳图像太阳活动可能的影响气候途径在中国气象局评选的我国2022年十大气候事件中，太阳耀斑入选，自2019年12月太阳进入第25个活动周以来，太阳活动日渐活跃。2022年4月，共爆发28次中等耀斑和5次大耀斑，多于此前三年中等以上强度耀斑事件的总和。那么太阳活动和地磁活动如何影响天气和气候？目前研究表明，太阳活动与地球上天气气候变化之间确实存在着一定关系。有三种可能的途径：1.太阳活动→地球大气电离程度→大气经圈环流→天气气候变化；2.太阳活动→紫外辐射→臭氧层→平流层热状况→天气气候；3.太阳活动→地球磁场→地球自转速度→大气和海洋环流→天气气候。在太阳活动的高峰期，地球大气的电离程度比较强，尤其是在高纬度地区。这样，在电磁场的作用下，高纬度大气电离化的增强将导致高纬地区大气的经圈环流的加强，经圈环流的增强意味着高低纬度的冷热交换加剧，大气活动会明显增强，全球的降水量可能增多。卫星观测表明，平流层上层的臭氧混合比与太阳辐射加热有明显的正相关关系，太阳辐射加热强，在2百帕高度处的臭氧混合比就高。这样，太阳活动所引起的辐射量（尤其是紫外辐射）的增加将使得平流层的臭氧量及其分布发生变化，从而引起平流层热状况的变化。平流层热状况的变化必将引起平流层温度场的变化，平流层大气环流也将发生变化，进而通过罗斯贝波的异常影响对流层大气环流的改变，最终引起天气气候的变化。大气长波：罗斯贝波因为罗斯贝波可以通过对流层顶而垂直传播。太阳活动引起地球磁场的变化，磁场的变化将引起地壳内部磁流体运动的改变。因为地球外核是以铁镍为主要成分的熔融态合金，其黏滞度近似于水，也可视为磁流体。地球磁场的变化将引起地球外核流动的改变，而外核流动的改变通过核幔耦合作用，包括电磁耦合、黏性耦合、热力耦合和地形耦合等过程，又将对地幔产生影响，然后又引起地球自转的变化，然后通过地球与大气和海洋的角动量交换将引起大气环流和海洋环流的变化，最终影响天气气候。太阳活动和气候相关性的例子例如，太阳黑子的全影和半影比率（Rs）与北半球地面气温异常在长时间的变化趋势上有正相关变化，Rs值大时，则北半球气温偏高。太阳活动不仅与大范围的气候状况有关，还与一些局部地区的天气气候现象有一定关系。例如，英国大气闪电次数与太阳黑子数之间也有正相关关系，在太阳黑子多的年份，英国大气闪电也多，反之亦然。分析表明，太阳黑子的11年周期与夏季西太平洋副热带高压的南北位置存在着较好的对应关系。一般在太阳黑子11年周期的低值期，夏季西太平洋副热带高压位置往往偏北，对应中国夏季主要雨带也偏北；相反，在太阳黑子11年周期的高值期，夏季西太平洋副热带高压位置偏南，中国夏季主要雨带也偏南。另外，太阳黑子数量由峰值下降的时期，长江流域大涝频繁，1885年以来长江流域出现的21个大涝年中，有18年就处在太阳黑子的下降期。太阳黑子11年周期与中国夏季气温呈明显的双振动现象，即在太阳黑子的峰、谷值年附近，夏季我国大范围气温偏低；而在峰、谷年之间的年份，我国夏季大范围气温偏高。1951年以来，我国东北地区出现的6个严重低温冷害年（1954年、1957年、1964年、1972年和1976年），其中就有5年在太阳黑子的峰、谷年附近。80年代以来，全球变暖，东北地区没有出现严重的低温冷害，但在4个太阳黑子的峰、谷年（1981年、1986年、1989年和1996年）中，有3年东北大部地区夏季温度比常年偏低。54-55年冬是建国以来最冷的冬季之一在分析太阳活动与地球气候变化之间的关系时，人们还发现对分析资料的处理也是十分重要的。例如，每年某地区的地面气压同太阳辐射通量之间并没有明显的关系，但如果考虑了平流层的准两年振荡（QBO）特征，仅就QBO的西风位相年进行统计分析，太阳辐射量的变化同南北气压差的变化间有正相关关系，而同查尔斯顿的气温变化有负相关关系。全球增暖及其影响是大家极为重视的问题，温室气体排放的增加被认为是祸首。但最近的一些研究表明，地球平均气温的变化同太阳活动也有一定的关系，太阳活动也可能是全球增暖的一种因素。总结但是太阳活动引起的这些气候变化是中长期的过程，普通人感知不会太明显，这次太阳活动的加剧也暂时不会对普通人造成明显影响。而且总的来说影响气候的因素非常复杂，还包括地球系统内部的因子，即海洋圈、冰雪圈、大气圈、岩石圈、生物圈。太阳活动对气候的影响主要集中在气温和降水，但与系统内部因子比较，它对气候的影响更小。参考资料：[1]李崇银,太阳活动如何影响天气气候变化.2008[2]太阳耀斑，百科

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