第1个回答 2013-10-26
中文名称： 太阳风 英文名称： solar wind 定义1： 太阳向太阳系连续地以很高的速度和不稳定的强度释放的电离气体流。当该气体流在地球附近通过时，它将与地球磁场发生作用并在高层大气中产生各种效应。 所属学科： 大气科学(一级学科) ；大气物理学(二级学科) 定义2： 日冕因高温膨胀，不断抛射到行星际空间的等离子体流。 所属学科： 天文学(一级学科) ；太阳(二级学科) 太阳风是从恒星上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流。在不是太阳的情况下，这种带电粒子流也常称为“恒星风”。太阳风是一种连续存在，来自太阳并以200-800km/s的速度运动的等离子体流。这种物质虽然与地球上的空气不同，不是由气体的分子组成，而是由更简单的比原子还小一个层次的基本粒子——质子和电子等组成，但它们流动时所产生的效应与空气流动十分相似，所以称它为太阳风。各国天文台观测到太阳表面发生剧烈的太阳风暴，科学家预测，携带大量带电粒子的太阳风将在2010年8月3日抵达地球，在两极产生强烈的极光现象。 太阳风暴 太阳风的密度与地球上的风的密度相比，是非常非常稀薄而微不足道的，一般情况下，在地球附近的行星际空间中，每立方厘米有几个到几十个粒子。而地球上风的密度则为每立方厘米有2687亿亿个分子。太阳风虽然十分稀薄，但它刮起来的猛烈劲，却远远胜过地球上的风。在地球上，12级台风的风速是每秒32.5米以上，而太阳风的风速，在地球附近却经常保持在每秒350～450千米，是地球风速的上万倍，最猛烈时可达每秒800千米以上。太阳风从太阳大气最外层的日冕，向空间持续抛射出来的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞中喷射出来的，其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种：一种持续不断地辐射出来，速度较小，粒子含量也较少，被称为“持续太阳风”；另一种是在太阳活动时辐射出来，速度较大，粒子含量也较多，这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球的影响很大，当它抵达地球时，往往引起很大的磁暴与强烈的极光，同时也产生电离层骚扰。太阳风的存在，给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。 太阳风使彗星形成长长的向着反太阳方向延伸的彗尾。当人们欣赏美丽的彗尾的时候就可以想象太阳风的存在。在地球高纬区看到的多彩的极光现象，也是进入地球磁场的太阳风粒子经加速后在地球大气中沉降产生的。空间飞船的直接观测表明太阳风主要由质子和电子组成，但有少量氦核及微量重离子成分。据推测，在约100个天文单位（天文单位=日地平均距离=1.5×108公里）以外，太阳风将与起源于银河系的星际气体交界，太阳风的占据的空间范围称为“日球层”。研究太阳风的物理过程及其规律已成为空间物理学中一个新的学科分支-日球层物理学。 太阳风暴指太阳在黑子活动高峰阶段产生的剧烈爆发活动。爆发时释放大量带电粒子所形成的高速粒子流，严重影响地球的空间环境，破坏臭氧层，干扰无线通信，对人体健康也有一定的危害。 太阳会在太阳黑子活动的高峰时产生太阳风暴，它是由美国“水手2号”探测器于 1962 年发现的，它是太阳因能量的增加而使得自身活动加强，从而向广袤的空间释放出大量带电粒子所形成的高速粒子流，科学家把这一现象比喻为太阳打“喷嚏”。由于太阳风中的气团主要内容是带电等离子体，并以每小时 150 万到 300 万公里的速度闯入太空，因此它会对地球的空间环境产生巨大的冲击。太阳风暴爆发时，将影响通讯、威胁卫星、破坏臭氧层，对人体的健康也会造成一定影响。 1850年，一位名叫卡林顿的英国天文学家在观察太阳黑子时，发现在太阳表面上出现了一道小小的闪光，它持续了约5分钟。卡林顿认为自己碰巧看到一颗大陨石落在太阳上。 到了20世纪20年代，由于有了更精致的研究太阳的仪器。人们发现这种“太阳光”是普通的事情，它的出现往往与太阳黑子有关。例如，1899年，美国天文学家霍尔发明了一种“太阳摄谱仪”，能够用来观察太阳发出的某一种波长的光。这样，人们就能够靠太阳大气中发光的氢、钙元素等的光，拍摄到太阳的照片。结果查明，太阳的闪光和什么陨石毫不相干，那不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。 小型的闪光是十分普通的事情，在太阳黑子密集的部位， 一天能观察到一百次之多，特别是当黑子在“生长”的过程中更是如此。像卡林顿所看到的那种巨大的闪光是很罕见的，一年只发生很少几次。 有时候，闪光正好发生在太阳表面的中心，这样，它爆发的方向正冲着地球。在这样的爆发过后，地球上会一再出现奇怪的事情。一连几天，极光都会很强烈，有时甚至在温带地区都能看到。罗盘的指针也会不安分起来，发狂似地摆动，因此这种效应有时被称为“磁暴”。 随着科技的进步，极光的奥秘也越来越为我们所知，原来，这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为"太阳风"。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。 在本世纪之前，这类情况对人类并没有发生什么影响。但是，到了20世纪，人们发现，磁暴会影响无线电接收，各种电子设备也会受到影响。由于人类越来越依赖于这些设备，磁暴也就变得越来越事关重大了。比如说，在磁暴期内，无线电和电视传播会中断，雷达也不能工作。 太阳风暴是太阳因能量增加向空间释放出的大量带电粒子流形成的高速粒子流。由于太阳风暴中的气团主要内容是带电等离子体，并以每小时１５０万到３００万公里的速度闯入太空，因此，它会对地球的空间环境产生巨大的冲击。太阳风暴爆发时，将影响通讯、威胁卫星、破坏臭氧层。 科学家形象地把太阳风暴比喻为太阳打“喷嚏”。太阳的活动对地球至关重要，因而太阳一打“喷嚏”，地球往往会发“高烧”。 太阳风暴随太阳黑子活动周期每１１年发生一次。从去年起，进入太阳黑子的高峰年，太阳黑子进入活跃期，并将持续到今年夏季。 据悉，７０年代的一次太阳风暴导致大气活动加剧，增加了当时属于苏联的“礼炮”号空间站的飞行阻力，从而使其脱离了原来的轨道。１９８９年，太阳风暴曾使加拿大魁北克省和美国新泽西州的供电系统受到破坏，造成的损失超过１０亿美元。由太阳黑子活动引起的太阳风暴对商业卫星也是重大的考验。 目前，各国科学家正在积极研究太阳风暴，但是对太阳剧烈活动、太阳黑子爆发、太阳风暴对地球的具体影响以及如何预防，还需进行不懈的研究。 天文学家更加仔细地研究了太阳的闪光，发现在这些爆发中显然有炽热的氢被抛得远远的，其中有一些会克服太阳的巨大引力射入空间。氢的原子核就是质子，因此太阳的周围有一层质子云（还有少量复杂原子核）。1958年，美国物理学家帕克把这种向外涌的质子云叫做“太阳风”。 向地球方向涌来的质子在抵达地球时，大部分会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层，从而引起极光和各种电现象。向地球方向射来的强大质子云的一次特大爆发，会产生可以称为“太阳风暴”的现象，这时，磁暴效应就会出现。 使彗星产生尾巴的也正是太阳风。彗星在靠近太阳时，星体周围的尘埃和气体会被太阳风吹到后面去。这一效应也在人造卫星上得到了证实。像“回声一号”那样又大又轻的卫星，就会被太阳风显著吹离事先计算好的轨道。 最新报道，美国宇航局在观测宇宙气象时，发现2013年太阳再次会苏醒，爆发太阳风暴。 如果这一切成真，给人类带来的经济损失，预计将是卡特里娜飓风的20倍(2005年卡特里娜飓风重创美国新奥尔良州，造成1250亿美元损失。 在太阳系中，太阳风的组成和太阳的日冕组成完全相同。73%的是氢，25%的是氦，还有其他一些痕量杂质。目前还没有精确的测量结果。2004年的Genesis的取样分析还没有结果。它在返回地球是因为紧急降落，被损坏了。这是因为它再次进入地球大气层时，没有打开降落伞。在地球附近，太阳风速为200-889km/s。平均值为450km/s.大约800kg/s的物质被一太阳风的形式从太阳逃逸。这同太阳光线的等价质量相比是很小的。如果把太阳光线的能量换算成质量，大约每秒钟太阳损失4.5Tg(4.5×10^9kg)的质量。因为太阳风是-(zh-hant:电浆;zh-hans:等离子体)-，所以太阳磁场被它承载。一直到大约160Gm（100,000,000英里）的地方,由于太阳的转动，太阳磁场被太阳风拉扯成螺线形状。超过此距离，太阳对太阳风的影响减弱。通常太阳风的能量爆发来自于太阳耀斑或其他被称为“太阳风暴”的气候现象。这些太阳活动可以被太空探测器和卫星测到，主要标志是强烈的辐射。被地球磁场俘获的太阳风粒子储存在VanAllen辐射带中，当这些粒子在磁极附近与地球大气层作用引起极光现象。具有和地球类似的磁场的其他行星也有极光现象。在星际媒质（主要是稀薄的氢和氦）中，太阳风就像是吹出了一个“大泡泡”。在太阳风不能继续推动星际媒质的地方称之为日球层顶（heliopause），这也通常被认为是太阳系的外边界。这个边界距离太阳到底多远还没有精确的结果，可能根据太阳风的强弱和当地星际媒质的密度而变化。一般认为它远远超过了冥王星的轨道 为了能够清楚的表述太阳风是怎样形成的，需要先了解太阳大气的分层情况。 太阳风可激发地球高纬度产生极光 一般情况下，我们把太阳大气分为六层，由内往外依次命名为：日核，辐射区，对流层，光球，色球，日冕。日核的半径占太阳半径的四分之一左右，它集中了太阳质量的大部分，并且是太阳百分之九十九以上的能量的发生地。光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面，太阳的可见光全部是由光球面发出的。 而日冕位于太阳的最外层，属于太阳的外层大气。太阳风就是在这里形成并发射出去的。 用X射线或远紫外线拍下的日冕照片上可以观察到在日冕中存在着大片的长条形的或是不规则行的暗黑区域，通过人造卫星和宇宙空间探测器拍摄的照片，我们可以发现在日冕上长期存在着这些长条形的大尺度的黑暗区域，这里的X射线强度比其他区域要低得多，从表观上看就像日冕上的一些洞，我们形象的称之为冕洞。 冕洞是太阳磁场的开放区域，这里的磁力线向宇宙空间扩散，大量的等离子体顺着磁力线跑出去，形成高速运动的粒子流。粒子流在冕洞底部速度为每秒16km左右，当到达地球轨道附近时，速度可达每秒300~400km以上。这种高速运动的等离子体流也就是我们所说的太阳风。 太阳风从冕洞喷发而出后，夹带着被裹挟在其中的太阳磁场向四周迅速吹散。现在我们肯定，太阳风至少可以吹遍整个太阳系。 当太阳风到达地球附近时，与地球的偶极磁场发生作用，并把地球磁场的磁力线吹得向后弯曲。但是地磁场的磁压阻滞了等离子体流的运动，使得太阳风不能侵入地球大气而绕过地磁场继续向前运动。于是形成一个空腔，地磁场就被包含在这个空腔里。此时的地磁场外形就像一个一头大一头小的蛋状物。 但是，当太阳出现突发性的剧烈活动时，情况会有所变化。此时太阳风中的高能离子会增多，这些高能离子能够沿着磁力线侵入地球的极区；并在地球两极的上层大气中放电，产生绚丽壮观的极光。 太阳风构成人类活动的外层空间环境。太阳大气的扰动通过太阳风传到地球，通过与地球磁场的相互作用，有时会引起一系列影响人类活动的事件。例如通讯卫星失灵、高纬区电网失效，及短波通讯、长波导航质量下降等。太阳风的变化还可能会引起气象和气候的变化。由于21世纪人类将进一步利用地球的外层空间环境，空间环境预报（或叫“空间天气”预报）将会十分重要。搞清楚太阳风的起源及其加热和加速机制对于建立有效的空间天气预报体系有着十分重要的意义。宇宙中，许多恒星，以至许多星系都会向外发出它们自己的“风”，导致其物质的损失并影响其周围的星际空间或星系际空间。太阳风是唯一能直接观测到的恒星风。对太阳风起源和加速机制的研究必然对这一普遍的“风”的现象-宇宙等离子体-的认识有着至关重要的影响。
第2个回答 2013-10-26
当太阳大气猛烈爆发而喷发出来的高速高能带电粒子流，主要成分为质子与电子，并伴随有强X射线甚至酌(伽玛)射线、强远紫外辐射和强射电辐射。生命细胞当然经不住这些高能辐射和高能粒子的轰击，所以宇航员、卫星要有屏蔽保护。当强X射线、远紫外射线以光速到达地球以后，会被上层大气吸收，此时电离层电子密度突然增高，对电波的吸收增强，会使向日方向的短波通讯中断。高能质子流大约在一天半以后到达地球附近，其中部分质子沿地球磁力线沉降至两极地区上层大气中，极盖地区电离层因而受扰导致短波通讯中断；同时高速带电粒子云形成的激波与地球磁层作用而引发地球磁暴和电离层暴，都会造成短波通讯中断或者频移。地磁暴还可能造成输电线路电流突变，发生断电。
太阳风是太阳日冕物质向外连续膨胀而形成的日冕等离子体流，主要成分是质子与电子，时速一般为几百万公里。它们的密度并不高，在地球附近每立方厘米大约只有几个粒子。观测发现太阳风源在日冕冕洞区域。冕洞是日冕中温度相对低的区域，太阳磁力线由此穿出。带电粒子就是沿磁力线向外扩展膨胀的。粒子带走了能量，使日冕的这一部分温度相对低而形成冕洞。太阳风暴的带电粒子流不但密度远高于太阳风，而且其粒子流的速度高于太阳风百倍以上，因此太阳风暴高速带电粒子云会压缩太阳风而形成轰击地球磁层的激波