地球绕太阳转一圈是多长时间【太阳与地球的对话】
太阳,这个太阳系中最大的天体,包含了太阳系总质量的99.86%,是整个太阳系的主宰。它以无以伦比的巨大力量牵引着众多的行星、小行星、彗星和星际尘埃围绕着它不停地转动,把太阳系团结成一个整体。作为我们人类生命延续的保证,太阳无时无刻地在与地球对话。
太阳黑子冷不冷?
太阳黑子是太阳大气表面的强磁场漩涡气团,由于它比周围太阳光球的温度低2000度左右,看上去比较“黑暗”,被人们称为太阳黑子。但令人惊奇的是,在太阳黑子高发期,太阳辐射的总量反而比平时还要高出0.1%。千万不要小看这0.1%,它可有地球每年获得太阳释放的能量的百万倍之多,比全世界的年发电总量还大几百亿倍呢。
恼人的大耀斑
在太阳活动峰年,太阳耀斑出现得很频繁。绝大部分太阳耀斑的能量集中在短波范围。如X射线、紫外线和微波射电等。另外,在耀斑爆发过程中还会伴有大量高能粒子流发射出来,其中包括有质子、中子和电子。在爆发喷出的粒子流中有一部分速度接近光速,不出10分钟就会到达地球,直接影响地球的磁场和电离层。当大耀斑发生后一段时间,地球上空会发生频繁的极光、地磁暴、电离层暴等地球物理现象,时常会严重干扰国内外正常的短波无线电通讯,有时甚至中断通讯几十分钟到数小时,有时还会破坏输电线路设备(电网产生电涌导致变压器烧毁),例如1989年的一次太阳大耀斑发生后,因输变电线路设备遭破坏而导致加拿大魁北克省断电达9小时,当时影响了约900万居民的生活
紫外线的天然屏障
对于太阳的“骚扰”,地球并不全是束手无策,如抵挡紫外线的臭氧层。臭氧层位于地球上空50千米左右。在太阳光的作用下,地球大气中的氧原子和氧分子发生化学反应就生产了有3个氧原子的臭氧。臭氧是紫外线辐射的天然屏障,如果没有臭氧层,紫外线就会直达地球,将会对地球上的各种生物造成致命的伤害。强烈的紫外辐射会使基因产生突变,使人患上皮肤癌等。如果真的有一天臭氧层减弱或不存在了,人类必须要制造一个人工臭氧层来保护自己,这是人类给自己出的一个难题。
地球天气与太阳活动周期
太阳对地球低层大气最直接的影响就是造成地球天气的变化了。太阳辐射给赤道等低纬度地区的大气加热,推进全球性的大气环流,引起天气的变化。那么,天气与太阳活动周期之间有什么关系呢?至今仍是未解之迷。
但现在也有一个突破口,这就是蒙德最小期与天气长期变化趋势之间的关系。所谓的蒙德最小期是指1645年到1715年太阳黑子显著减少的这一段时期。这一结论是英国天文学家蒙德发现并提出的。1976年,美国天文学家艾地用同位素C14测量法从树木年轮中验证了这一观点。由于C14可由宇宙射线与大气中的氮元素相互作用而生成,所以它与太阳活动影响宇宙射线的强弱有直接关系。在太阳活动最小期,宇宙射线就比平稳期多一些,从而造成C14的增加。在蒙德最小期时,欧洲的天气比平常冷得多,伦敦人可以在冬天结冰的泰晤士河上举办各种活动。
太阳风吹拂着地球
太阳大气全部由电离的气体组成。日冕的内层温度达100万度,致使它外部的气体会膨胀,当膨胀到5~6个太阳直径之后,就会以太阳风的形式喷发到宇宙空间。太阳风由等离子体物质组成,具有异乎寻常的导电性,它在行星际空间可以延伸得很远。装在“旅行者”号和“先驱者”号探测器上的磁力计和其他仪器甚至在太阳系边缘的宇宙空间探测到了太阳风所造成的影响。
太阳风的压力和磁场可以帮助地球磁场阻止从太阳系外袭来的高能宇宙射线的攻击,此时它就是一个作用显著的屏障。在太阳活动高峰期,地磁场强度也越大,其阻挡宇宙高能粒子及射线的能力也越强。而在太阳活动最小期,太阳风也较弱,地磁场相对平稳,宇宙射线也就相对容易进入地球表面。此时,人们就可以从地面观测仪器上记录到数量较多的宇宙射线和粒子。
宇宙天气与预报
科学家们除了对太阳造成的地球大气长期变化感兴趣之外,对太阳活动造成的近地空间环境变化这一新课题的关注程度也与日俱增,“宇宙天气”一词也就应运而生。
在一般情况下,太阳风掠过地球时的速度约为400米/秒。但在太阳耀斑爆发和日珥物质突然抛射时,太阳会迸发出大量的射线和物质,太阳风的速度也会达到600米/秒,会对地球空间环境造成重大影响。日珥物质突然抛射这一现象是70年代初由天空实验室空间站首先发现的,随后又有其他探测卫星如“太阳峰年卫星”作了进一步的探测。
最近,SOHO卫星又对太阳活动进行了更为深入地观测,提供了更多的资料。它发现日珥物质抛射对地球磁场和极光影响只有2天的周期。一旦太阳上有大型太阳耀斑和日珥物质抛射现象发生,人们可以对卫星采用安全模式运行或干脆关闭,避开这2天,以防高能粒子给卫星造成严重的灾难。
“先进高能粒子成分探测者”(ACE)卫星为空间天气早期预报上了双保险。它可以在太阳风冲击波和高能粒子到达地球1小时后探测到,以使人们做出合理的反应,采取适当的措施。
绚丽的极光
对于业余天文爱好者来说,观察太阳对地球影响的最好途径就是极光了。当太阳发射的高速等离子体粒子撞击地球磁场时,在地球高纬度地区会发生耀眼夺目的闪光,这就是极光。粒子进入地球附近,就会打破原来电离层的分布状态,在100千米高度以上,与大气中的氮发生化学反应,产生电离作用,释放出大量的电子,这样就产生了五光十色、异常明亮而又变化无常的极光。一般情况下,地球上的极光一般发生在两个极区很窄的区域范围内。如果粒子入射的角度合适,在纬度较低的地区也会发生这种现象,甚至在赤道上空也能看到卵形的极光。
2000年度,极光的出现十分频繁,在纬度较低的地区也能看到,这与太阳活动高峰年的来临是一致的。另外,2001年也是太阳活动高峰期,人们在低纬度地区欣赏到极光这一瑰丽的自然现象的几率很大。到时候可别忘了呀!
