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太阳黑子

更新时间:2024-06-15点击次数:

太阳黑子

时间: 2014-12-06 16:09:04 来源:陕西威瑞仪器仪表有限公司
太阳光球上经常出现的黑暗、或全黑的低温区,是太阳活动的基本标志。太阳黑子活动的周期平均长度为11.1年。
目录
  • • 定义
  • • 概述
  • • 黑子形成周期
  • • 太阳黑子的成因
  • • 太阳黑子的观测历史
  • • 人在太阳黑子活动高峰期为什么容易患病

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定义

    【太阳黑子】(sunspot)太阳光球上经常出现的黑暗、或全黑的低温区,是太阳活动的基本标志。

太阳黑子

概述

    

太阳黑子

     发展完全的黑子由较暗的核(即本影)和围绕它的较亮的边框(即半影)构成,形状象一个浅碟,中间凹陷约500km。黑子的温度约比光球表面的温度低1000K。因此显得比光球暗些。黑子的直径从1000到200000km不等,大的黑子可以用肉眼通过烟熏的玻璃观察到。多数黑子的寿命不长,一般不到一天,但有些黑子的寿命可长达一个月以上,个别黑子可长达半年。黑子在日面上的活动很有规则,其增减有明显的周期变化。每一个新的周期开始时,黑子首先出现在日面南北纬40度附近,以后随着黑子的增多逐渐向太阳赤道移动,到周期终了时,黑子就移到日面南北纬5度附近,这时黑子数减少到最低值。同时下一周期的新黑子又在南北纬40度附近重新出现。这一过程平均11年(见太阳黑子周期)。中国有世界上最早的黑子观测记录。公元前43年,即西汉元章永光元年四月第一次记载了用肉眼春到的太阳黑子。用望远镜观测黑子则始于1610年。
      关于黑子的形成问题,目前还没有定论。

黑子形成周期

   

太阳黑子相对数变化曲线

    (sunspot cycle)黑子活动各种时间尺度的准周期性变化,最著名的是太阳黑子11年周期。1843年德国药剂师施瓦贝(H.S. Schwabe),通过他自己对太阳黑子二十余年的观测记录,发现太阳黑子的消长有一个10年左右的周期。1848年沃尔夫(J.R.Wolf)引入太阳黑子相对数,并将逐月黑子相对数推算到1749年,从而肯定地指出太阳黑子活动的周期平均长度为11.1年。图为1749年到1980年年平均黑子相对数变化曲线。从图上可以清楚地看到,二百多年来太阳黑子数的变化明显地保持了平均11年左右的周期性。在每一个周期中,黑子从最少年开始,在3-5年中增大,达到一个极大值(或峰值),然后在随后的5—7年再减小到一个极个值(或谷值)。相对应的年份分别称为黑子极大年(或峰年,用M年表示)和黑子极小年(或谷年,用m年表示)。实际上太阳黑子周期长度在7.3年到16.1年之间。太阳黑子11年周期又称太阳活动周期。一般以黑子最少的年份作为太阳活动周期开始的年份。按规定,从1755年开始的周期作为太阳活动的第1周,至今已经历了21个太阳活动周朗,第21周是1976年开始的。随着对太阳活动研究的深入,又相继发现了22年左右的太阳活动磁周期、80-90年的太阳活动世纪周期以及200年左右的太阳活动双世纪间期等。

太阳黑子的成因

太阳黑子

     关于这个问题天文学界一直众说纷纭。一种说法是黑子可能是太阳的核废料(如人类核反应堆的核废料),约11年出现一次可能是黑子在太阳里面和表面的上下翻动一次造成的(如元宵在锅里被煮得上下翻动),黑子温度较低应该也是废料的一个证明(如煤炉中的炭灰在一般情况下不能再产生高温)。侧面观察
  另一种说法是:由于太阳的聚变作用,热核反应区周边的物质向内补充,在半径为0.75R处物质补充速度较其周围更快,由于角动量守恒,此处运动速度比周围快,产生摩擦。由于质子与电子所受摩擦不同,所以运动的相对速度不同,产生电流,进而产生管状磁场,管内气压+磁压=管外压强,所以管内气压<管外压强。根据克拉伯龙方程(pV=nRT)管内温度<管外温度。因为此结构密度小于周围物质,所以漂浮到对流层表面,形成黑子。

太阳黑子的观测历史

     世界上最早的太阳黑子的记录是中国公元前140年前后成书的《淮南子》中记载的。《汉书·五行志》中对前28年出现的黑子记载则更为详尽。
  1840年代德国的一位业余天文学家发现了太阳黑子10-11年的周期变化规律。通过长期的观测,人们还发现太阳黑子在日面上的活动随时间变化的纬度分布也有规律性。一开始,几乎所有的黑子都分布在±30°的纬度内,太阳活动剧烈时,它往往出现在±15处 ,并逐步向低纬度区移动 ,在±8°处消失。在上一个周期的黑子还没有完全消失时,下一个周期的黑子又出现在±30°纬度附近。如果以黑子的纬度为纵坐标,以时间为横坐标,绘出的黑子分布图很像蝴蝶,因而称作蝴蝶图。 

 关于太阳黑子,中国有世界上最早的观测记录。大约在公元前140年前的《淮南子》一书中就有“日中有踆乌”的记述。现今世界公认的最早的太阳黑子记事,是载于《汉书·五行志》中的河平元年(公元前28年)三月出现的太阳黑子:“河平元年……三月己未,日出黄,有黑气大如钱,居日中央。”这一记录将黑子出现的时间与位置都叙述得详细清楚。欧洲关于太阳黑子纪事的最早时间是公元807年8月,当时还被误认为是水星凌日的现象,直到意大利天文学家伽利略1660年发明天文望远镜后,才确认黑子是确实存在的。而在此之前,我国历史上已有关于黑子的101次记录,这些记录不但有时间,还有形状、大小、位置以及变化情况等等。难怪美国天文学家海尔会赞叹道:“中国古代观测天象,如此精勤,实属惊人。他们观测日斑,比西方早约2000年,历史上记载不绝,并且都很正确可信。”

人在太阳黑子活动高峰期为什么容易患病

     

太阳黑子对人类的影响

      我们知道,太阳表面温度是不一样的,有的地方温度高,有的地方温度低。当太阳中心区域的温度比周围区域低1500°左右时,这个区域看上去就比周围区域暗,如同一个光亮的圆面上出现斑斑点点的黑色斑点,人们就称它为“太阳黑子”
  太阳黑子的数量有时多,有时少,其变化是很有规律的,一般每11年为一个周期。据记载,在1173~1976年的803年间,流行行大感冒发生过56次,且都出现在太阳黑子活动极大的年份。太阳黑子活动高峰时,心肌梗死的病人数量也激剧增加。
  为什么太阳黑子活动高峰时,患病人数会增加呢?原来黑子活动高峰时,太阳会发射出大量的高能粒子流与X射线,并引起地球磁暴现象。它们破坏地球上空的大气层,使气候出现异常,致使地球上的微生物大量繁殖,为疾病流行创造了条件。另一个方面,太阳黑子频繁活动会引起生物体内物质发生强烈电离。例如紫外线剧增,会引起感冒病毒细胞中遗传因子变异,并发生突变性的遗传,产生一种感染力很强而人体对它却有免疫力的亚型流感病毒。这种病毒一但通过空气或水等媒介传播开去,就会酿成来势凶猛的流行性感冒。
  科学家们还发现,在太阳黑子活动极大的年份里,致病细菌的毒性会加剧,它们进入了体后能直接影响人体的生理、生化过程,也影响病程。所以,当黑子数量达高峰期时,要及早预防疾病的大流行。
  统计研究表明,流感世界大流行不仅发生在太阳活动最强时期,也发生在太阳活动最弱时期。1889-1890年流行性感冒第一次全世界大流行是在太阳黑子活动低值期(1889年为6.3;1890 年为7.1),1900年流感流行也是发生在太阳黑子活动低值期(1900年为9.5,1901年为2.7),1918-1919年“西班牙流感”即流行性感冒第二次全世界大流行为太阳黑子活动次高值期(1917年为103.9;1918年为80.6;1919年为63.6),1957-1958年“亚洲流感”为太阳黑子活动最高值期(1957年为190.2;1958年为184.8),1968-1969年“香港流感”为太阳黑子活动最高值期(1968年为105.9;1969年为105.5),1977年“俄罗斯流感”为太阳黑子活动次低值期(1976年为12.6;1977年为27.5)。太阳活动高值可促发病毒突变,低值有利于病毒大量繁殖。