中國(guó)科學(xué)家：太陽(yáng)風(fēng)暴影響未必嚴(yán)重
——專訪中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)報(bào)中心首席研究員王華寧
本報(bào)記者 齊芳
近來(lái)美國(guó)科學(xué)家向世界提出持續(xù)警告：2012年是第24太陽(yáng)活動(dòng)周峰年，有可能發(fā)生“世紀(jì)一遇”的“超級(jí)太陽(yáng)風(fēng)暴”，對(duì)地球產(chǎn)生重大影響。“超級(jí)太陽(yáng)風(fēng)暴”會(huì)不會(huì)發(fā)生？會(huì)給人類帶來(lái)哪些影響？近日，本報(bào)記者專訪中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)報(bào)中心首席研究員王華寧，談?wù)勎覈?guó)科學(xué)家在這一領(lǐng)域的研究成果。
記者：太陽(yáng)活動(dòng)的第24個(gè)周期，是不是太陽(yáng)活動(dòng)的強(qiáng)周期？
王華寧：早在第23個(gè)周期之內(nèi)，也就是1996年到2008年之間，科學(xué)家們就在積極預(yù)測(cè)第24周期的情況。就該周期內(nèi)太陽(yáng)黑子數(shù)量的高峰值能達(dá)到多少、大概會(huì)出現(xiàn)在哪一年等關(guān)鍵問(wèn)題，中外科學(xué)家進(jìn)行了大量的研究工作。其中對(duì)太陽(yáng)黑子數(shù)量高峰值的預(yù)測(cè)出現(xiàn)了嚴(yán)重分歧。
2009年之前科學(xué)家預(yù)測(cè)第24周峰值大概會(huì)出現(xiàn)在2012年。但是，2008、2009年以及今年以來(lái)的太陽(yáng)黑子數(shù)監(jiān)測(cè)表明,這段時(shí)間內(nèi)太陽(yáng)黑子出現(xiàn)頻度處于低迷狀態(tài)。這意味著第24周峰值出現(xiàn)時(shí)間還要推遲。目前我們傾向于認(rèn)為峰值會(huì)出現(xiàn)在2012年下半年或者2013年上半年。當(dāng)然，考慮長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的誤差，峰值出現(xiàn)在上述預(yù)測(cè)時(shí)期之外也不奇怪。
就峰值大小預(yù)測(cè)而言，2009年之前有一部分科學(xué)家傾向于認(rèn)為是第24周期可能是太陽(yáng)活動(dòng)的強(qiáng)周期。他們采用太陽(yáng)發(fā)電機(jī)理論模型并結(jié)合黑子觀測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)第24周峰值比第23周期高40%。但是這一結(jié)論遭到了另一部分科學(xué)家的反對(duì)，其中包括提出這個(gè)理論模型的印度科學(xué)家。這位印度科學(xué)家和中國(guó)科學(xué)家聯(lián)合，用同樣的理論模型進(jìn)行計(jì)算，得出的結(jié)果是第24周期的峰值比第23周低30%。出現(xiàn)這種嚴(yán)重分歧的原因在于如何看待已經(jīng)過(guò)去的周期對(duì)未來(lái)周期的影響，本質(zhì)上是如何判斷太陽(yáng)內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)狀況，如何獲取太陽(yáng)內(nèi)部磁場(chǎng)(黑子)產(chǎn)生區(qū)域的真實(shí)狀態(tài)。綜合近三年太陽(yáng)黑子數(shù)量的變化情況，目前科學(xué)家普遍認(rèn)為太陽(yáng)活動(dòng)的第24周期不會(huì)是強(qiáng)周期，而是弱周期。預(yù)測(cè)峰值高低的爭(zhēng)議告一段落。
記者：太陽(yáng)活動(dòng)周期的這種強(qiáng)、弱之分，是不是就意味著“超級(jí)太陽(yáng)風(fēng)暴”攻擊地球可能性的大小？“太陽(yáng)風(fēng)暴”的決定因素有哪些？
王華寧：這里我們要澄清一個(gè)概念。所謂太陽(yáng)活動(dòng)周期的強(qiáng)弱，主要指的是太陽(yáng)黑子數(shù)峰值的多少。在太陽(yáng)活動(dòng)的一個(gè)周期里，太陽(yáng)黑子數(shù)量最多的那一年，被稱之為“峰年”。但是，這與是否產(chǎn)生“超級(jí)太陽(yáng)風(fēng)暴”沒(méi)有直接關(guān)聯(lián)。比如1859年的“超級(jí)太陽(yáng)風(fēng)暴”強(qiáng)度很大，對(duì)地球產(chǎn)生重大影響，強(qiáng)烈干擾了剛剛建立起來(lái)的電報(bào)網(wǎng)絡(luò)。但這次“超級(jí)太陽(yáng)風(fēng)暴”是第10周峰年之前發(fā)生的。
太陽(yáng)風(fēng)暴是指對(duì)地球產(chǎn)生影響的太陽(yáng)爆發(fā)現(xiàn)象。太陽(yáng)爆發(fā)種類繁多，衡量爆發(fā)強(qiáng)度的方法也不相同。其中有一種太陽(yáng)爆發(fā)現(xiàn)象稱為X射線耀斑，主要表現(xiàn)為來(lái)自太陽(yáng)的X射線流量爆發(fā)性增強(qiáng)。按照流量的大小，分為C、M和X三個(gè)級(jí)別。自從1976年以來(lái)，人類開(kāi)始用人造衛(wèi)星對(duì)太陽(yáng)X射線流量進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)。這些年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，在太陽(yáng)的每個(gè)活動(dòng)周期里，都會(huì)出現(xiàn)幾次甚至是十幾次強(qiáng)度較大的X級(jí)“X射線耀斑”。耀斑主要表現(xiàn)為強(qiáng)烈的電磁輻射和高能粒子輻射。電磁輻射約8分鐘后影響地球的向日面，高能粒子大約在數(shù)十分鐘后到達(dá)地球附近的空間。對(duì)地球磁場(chǎng)和大氣影響最大的是日冕物質(zhì)拋射。日冕物質(zhì)拋射過(guò)程中上百億噸時(shí)速高達(dá)數(shù)百乃至千公里以上的帶電粒子沖向行星際空間，形成激波陣面。一旦該陣面經(jīng)歷數(shù)十小時(shí)沖向地球，就會(huì)引起強(qiáng)烈的地磁暴和電離層暴。上述變化可能進(jìn)一步引起如下災(zāi)害性事件：宇航員可能受到輻射傷害；衛(wèi)星軌道衰變并過(guò)早隕落，星載電子儀器受到嚴(yán)重?fù)p害；電磁遙感測(cè)量在磁暴期間常常發(fā)生錯(cuò)誤；電波路徑發(fā)生位移，GPS定位、導(dǎo)航產(chǎn)生誤差；地面電網(wǎng)和電力設(shè)施遭受沖擊等等。
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