太陽天氣對地球有真實的物質效應

太陽天氣對地球有真實的物質效應 太陽耀斑和其他現象會對我們的地球活動產生驚人的影響。 SHUTTERSTOCK

9月1,1859,太陽天文學家理查德卡林頓 目睹了太陽黑子突然短暫閃過,然後才消失。 就在第二天黎明前,極光在大部分地球上爆發,向南延伸至加勒比海和夏威夷,而南極光則被視為智利北部。 該活動不僅在他們通常不會出現的區域產生可見光顯示, 但它也發送了世界各地的電報系統.

鑑於卡林頓時代的技術狀況,地磁風暴的影響僅限於電報服務的中斷。 如果今天發生類似的事情,世界的技術基礎設施可能會停滯不前。 地磁暴等極端空間天氣事件 現在更具破壞性 比過去。 這是因為我們更加依賴可能受到地球大氣層高電流和高能粒子影響的技術系統。

太陽上的一個活躍區域 - 一個強烈而復雜的磁場區域 - 在美國宇航局太陽動力學觀測站在7月5-11,2017之間拍攝的視頻中旋轉到了太陽的視野。 這個太陽黑子的黑暗核心比地球大。

太空天氣威脅

我們可能會認為空間是一個沉默,空洞的空洞,太陽只是遙遠的光和熱源。 這不一定是真的。 太陽和地球以更複雜,親密和有時危險的方式相連.

太陽黑子是 太陽光球上的臨時現象 看起來比周圍區域更暗。 太陽黑子可以不斷變化,可能只持續幾個小時到幾天; 對於更激烈的團體,甚至是幾個月。 人們早就知道太陽黑子的總數隨著大約11年的重複而變化,稱為太陽週期。 太陽黑子活動的高峰被稱為太陽最大值,而平靜被稱為太陽最小值。

太陽天氣對地球有真實的物質效應 生動的橙色飄帶的超熱帶電氣體(等離子體)從太陽表面發出電弧,顯示太陽磁場從太陽黑子垂直上升的結構。 日出,JAXA / NASA

太陽黑子表現出強烈的磁活動,伴隨著二次現象,如電磁輻射(耀斑)爆發和日冕物質拋射(CME) - 這是突然爆發的物質 - 伴隨著太陽高能粒子(SEPs)。 太陽耀斑是從太陽突然釋放的能量,而CME則將熱等離子體從太陽射入太空。

引發耀斑和CME的確切機制仍在爭論中,但是太陽黑子組越大, 太陽活動越強烈。 太陽不斷地噴射高能電子,質子和轟擊地球的其他原子核。 太陽耀斑和CME發出巨大的能量 和帶電粒子撞擊地球的高層大氣,在那裡它們可以引起地磁暴。

地磁暴期間的帶電粒子會對地球磁場造成乾擾,從而對電力系統產生影響。 地磁暴產生了許多影響 例如電壓中斷導致停電; 土壤電壓的變化會增加石油管道的腐蝕; 衛星,無線電和蜂窩通信網絡中斷; 暴露於高水平的輻射; 和減少極地航線的航班。

太陽天氣對地球有真實的物質效應 10月19,2014,太陽耀斑從太陽的左下角飆升。 圖像是在131埃的極紫外波長下拍攝的 - 這種波長可以看到耀斑的強烈熱量,通常以藍綠色表示。 NASA / SDO

在大多數情況下,地球的磁場保護人類免受來自太陽的輻射。 然而,地球的磁場在兩極都較弱,因此一些粒子通過地磁暴進入地球大氣層。

太陽能天氣影響

太陽活動對北美電網的不利經濟影響已得到充分證明。 例如, 4%的電力干擾 報告給美國能源部的1992和2010之間的地磁活動強烈。

我一直在努力 氣候變化的經濟影響 一段時間以來,我想:“太陽怎麼樣?”

有趣的是,雖然對空間天氣的研究是一個快速發展的領域,但評估其整體社會和經濟影響的學術工作似乎還處於起步階段。

我目前正和我的一位前研究生趙紫春一起研究太空天氣的經濟影響。 我們對太陽活動的代理指標是太陽在特定時間產生的太陽黑子數量,幸運的是,這些數據是 公開的.

在我們的實證分析中,我們發現了 經濟合作與發展組織第34成員國的國內生產總值(GDP) 隨著太陽活動的增加而減少 平均而言,太陽活動每增加1%,國內生產總值至少減少0.06%。

我們發現地磁暴的負面經濟影響在北緯地區更為顯著。 但是,地磁暴的影響 不限於高緯度地區 並已記錄在 英國, 芬蘭, 瑞典, 西班牙中, 美國,加拿大, 南非, 日本, 中國 - 巴西.

我們的實證結果表明,地磁風暴造成的損害在信息和通信領域要大得多。談話

關於作者

Michael Batu,經濟系助理教授, 溫莎大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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