太阳发“脾气” ，地球会怎样？ 专家趣释“空间天气”

随着科学技术的不断提高，人们逐渐  认识到地球除了陆地、海洋和大气环境  外，还存在与人类的生存发展息息相关的  空间环境。今年第59 个世界气象日的主  题为“太阳、地球和天气”，南京信息工程  大学空间天气研究所李婧媛博士为我们  介绍“空间天气”，太阳如果发了“脾气”，  我们的天气也会受影响。  

今年春节，《流浪地球》的热映让我们  对空间天气有了新的认知。不少科幻爱  好者不禁畅想，假如有一天，太阳真的“失  联”了，会是怎样的场景？李婧媛博士告  诉记者，如果没有了太阳，那么地球就没  有了能量来源。太阳上的氢烧完后，开始  燃烧氦，这意味着太阳能量的不平衡，地  球如果不流浪可能就会被太阳火焰吞噬，  温度可能会达到3000多摄氏度。

这个并不符合逻辑的畅想，让我们意  识到了空间天气“平静”的重要性。  

李婧媛介绍，“空间天气”主要发生在  距地30 km以上。相较于平日的风和雨，  在空间天气中，我们所关心的“风”指的是  太阳风，地面风速大约十几米/秒，而太阳  风速大约 400-600 千米/秒；“雨”则是来  自太阳的带电粒子雨；在空间天气中没有  阴晴之分，但有太阳和地磁场的“平静”与  “扰动”之别，空间天气不太关心“冷暖”，  而是特别注意太阳的紫外线和 X 射线辐  射的变化。空间天气如同天气一样也有  好坏之分。当空间天气变化十分剧烈时，  会对人类技术系统产生严重的影响，这种  空间天气被称为灾害性空间天气。  

在历史上，最为典型的灾害性空间天  气事件要数1989年3月13日的大磁暴对全球造成的影响。在磁暴发生后，不到90  秒钟，加拿大整个魁北克省电网完全崩  溃，全省陷入漆黑一片。大部分地区经受  了长达9个小时的断电，部分地方断电持  续了数日。我国所处的地理位置离地磁场  北极比较远，所以以前发生灾害性空间天  气事件对国内危害不显著。但我们并不能  因此而放松警惕，已经有研究表明2012年  与2017年都有类似1989年的超级太阳风  暴发生，只不过没有对准地球，所以没有引  起类似1989年的超强大磁暴发生。 

空间天气不仅会制造各种各样的麻  烦，它也会产生绚丽的极光。极光可以说  是磁暴在产生过程中的附属产品。伴随  着太阳风，来自太阳的高能粒子沿着极区  磁场的开口进入地球大气层，激发大气中  的原子、分子发出各种颜色的光，磁暴越大则极光越强，在魁北克事件中，加拿大  及北美以及美国南部佛罗里达州都能看  到，当时观测到的极光的亮度足以满足夜  间读书看报的需求。  

通过相关的新闻报道，大家或许知道  磁暴会影响人们的手机通信，其实不被大  众所知的是，磁暴也会对高层大气的温度  与风场产生影响。李婧媛所在研究团队  发现，在磁暴期间全球中间层-低热层区  域温度的响应，温度有升有降，变化范围  从零下30摄氏度到30摄氏度。这种温度  变化会产生压力梯度力，进而形成磁暴期  间中纬度中间层-低热层的扰动风场，“只  有在充分理解空间天气造成高层大气的  温度、风场等变化的物理过程基础上，我  们才能继续对空间天气对底层大气的影  响进行进一步研究”。 (本报综合）