美宇航局量化太阳风暴对地球磁场变化和移动

文章作者:lili | 2016-08-20
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太阳风暴对地球影响已经是老生常谈的话题了。科学家们也早就发现并做了如下总结:   1.当太阳风掠过地球时,会使电磁场发生变化,引起地磁暴、电离层暴,并影响通讯,特别是短波通讯。   2.对地面的电力网、管道和其它大型结构发送强大元(原?)电荷,影响输电、输油、输气管线系统的安全。  3.对运行的卫星也会产生影响。  4.一次太阳风的辐射量对一个人来说很容易达到多次的X线检查量。它还会引起人体免疫力的下降,很容易引起病变,也会使人情绪易波动,甚至车祸增多。   5.会使气温增高。美国宇航局对太阳风暴对地球磁场的影响做了量化的测算。

NASA探空气球发现太阳风暴影响地球磁场

在此次太阳风暴期间,3个BARREL气球飞越过连接南极地区和北磁极的部分地球磁场,这些磁场被称为闭合磁场线

据国外媒体报道,在2013至2014年南极的夏季,一个NASA研究小组逐个地放飞了一连串的半透明科学气球。每一个微型薄膜气球或者BARREL都在冰冷的地面上空漂浮了几周。努力记录从地球磁场落入大气层的电子雨。接着在2014年1月份,BARREL观测到了前未有过的事情:在太阳风暴期间,BARREL首次映射出太阳风暴如何导致地球磁场的变化和移动。磁场的结构的转移比预期的要快得多。了解近地空间环境如何对太阳风暴做出反应,有助于保护空间技术。

在此次太阳风暴期间,3个BARREL气球飞越过连接南极地区和北磁极的部分地球磁场,这些磁场被称为闭合磁场线,因其两端都根植于地球。其中一个BARREL气球位于一条磁场线上,这条线一端在地球、一端连接太阳磁场,是一条开放磁场线。于太阳风暴期间,另外两个在闭合磁场线和开放磁场线上来回转换,展示了开放和闭合磁场线边界是如何因为此次风暴而移动的。Alexa Halford表示,要做出开放和闭合磁场线间的边界模型相当困难。由于我们能够准确地说出我们是在哪个位置看到这一边界的,所以这将有助于模拟地球周围磁场的变化。

人类生活在一个磁场活跃的恒星延伸的大气中,在某种程度上,意味着我们一直位于太阳的带电粒子外流中,即所谓的太阳风。大部分的太阳风粒子是相当慢的,但即使是最快的粒子也会因地球磁场的作用而偏转远离地球表面。大部分的地球磁场在南极洲附近的一个地区存在一个足点,即南极磁。大部分的磁场循环到太空,然后连接回地球的北极磁。磁场的这种环形——闭合磁场——对带电粒子创建了一个屏障以阻止其抵达地球。

但是地球磁场的一小部分是开放的,连接着太阳磁场,而不是弯曲回地球上。正是这种开放磁场为来自太阳的带电粒子提供了一个进入地球大气层的途径。地球磁场中开放和闭合磁场线边界是一直变动的。科学家们已经知道其边界在移动,但很难准确地指出这种变化是如何进行、何时产生及转移多迅速,这就是运用BARREL气球的原因。BARREL是用来研究地球辐射带的电子是如何进入大气层的。

David Sibeck表示,科学家用气球观测太阳粒子进入地球的磁场,以此来找出地球磁场的外边界。位于磁场线边界的两个气球计算出的粒子颗数与其他BARREL气球观测到的数目相匹配,这增强了BARREL气球实际上穿越了太阳和地球磁场边界的理由。

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