93．太阳上的风暴

太阳风是一种来自太阳并以200～800千米/秒的速度运动的连续存在的等离子体流。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，所以称为太阳风。当然，太阳风的密度与地球上的风的密度相比，是非常稀薄而微不足道的。在一般情况下，在地球附近的行星际空间中，每立方厘米只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2687亿个分子。太阳风虽然十分稀薄，但它的猛烈程度却远远强过地球上的风。在地球上，12级台风的风速是每秒32.5米以上；而在地球附近，太阳风的风速却经常保持在350～450千米/秒，是地球风速的上万倍，最猛烈时可达每秒800千米以上。太阳风是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：一种是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。

其实，太阳大气分为六层，由内往外依次为：日核，辐射区，对流层，光球，色球，日冕。其中，日核的半径占太阳半径的四分之一左右，它集中了大部分的太阳质量，并且是99％以上太阳能量的发生地；而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。

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一些长条形的大尺度的黑暗区域。这些区域的X射线强度比其他区域要低得多，看起来就像日冕上的一些洞，我们形象地称之为“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射出去，形成高速运动的粒子流，即太阳风。太阳风在冕洞底部的速度为16千米/秒左右；当到达地球轨道附近时，速度可达800千米/秒以上。

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。(www.daowen.com)

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。

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，它持续了大约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，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，那只不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。天文学家把这种现象称为“太阳风暴”。太阳风暴是太阳表面那些静不下来的黑子活动得最厉害的时候，太阳因能量增加而向太空喷射大量带电粒子。太阳风暴每11年发生一次，它往往以每小时300万千米的速度向地球扑来，与地球磁场发生撞击产生地磁冲击波。

虽然这个风暴是发生在太阳上的，但它的威力可是不小，地球也会受到影响。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，因而太阳打“喷嚏”，地球往往会发“高烧”。对人类生活造成一定破坏。由于太阳风暴中的气团主要是由带电等离子体构成，并以每小时150～300万千米的速度闯入太空，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。比如1989年的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，损失超过10亿美元。20世纪70年代的一次太阳风暴导致大气活动加剧，增加了当时苏联的“礼炮”号空间站的飞行阻力，从而使其脱离了原来的轨道。