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空間天氣專家解析太陽活動的影響

來源:中國氣象報社   發布時間:2019年03月19日15:05
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  根據相關測算,2019年2月出現了一整月太陽“無黑子”的現象。結合今年世界氣象日的主題“太陽、地球和天氣”,記者就太陽活動極小期和極大期、太陽周期的影響、相關研究等話題采訪了國家空間天氣監測預警中心首席預報員薛炳森。

  嘉賓:國家空間天氣監測預警中心首席預報員 薛炳森

  記者:中國氣象報記者 劉淑喬

  問:“太陽活動極小期”和“太陽活動極大期”是什么?對地球和人類社會有何不同的影響?

  答:“太陽活動極小期”和“太陽活動極大期”,指標是近1年的太陽黑子數平均值達到極小值和極大值的時段。太陽黑子數多少的變化存在11年的周期,太陽黑子指數會經歷一個極小-增加-極大-減少-極小的過程。大約11年左右,我們都會經歷太陽活動的極大期和極小期。在空間天氣進入人們視野的近幾十年,人類的技術系統日益精密,太陽活動的影響也逐步顯現,主要影響集中在航天等與電磁環境相關的高科技領域。總的來說,太陽活動高年附近發生的有影響事件多一些,但真正形成災害的大太陽風暴事件卻往往出現在太陽活動的下降期。但太陽活動極小期由于太陽磁場的減弱,地球周圍的高能輻射會增強,衛星微電子器件的故障會增加。

  問:一整月的“無黑子”現象以前出現過嗎?如果出現過,當時的情況和影響是什么?

  答:在接近太陽活動極小年時太陽表面就會出現“無黑子”的現象,持續天數呈逐漸增加的趨勢,2019年已經出現連續33天無黑子的時段,而上一個周期的無黑子時間最長達到51天。而歷史上的無黑子記錄最多達到70年左右,就是最著名的莫德爾極小期,根據歷史記載,多地發生氣候異常,包括中國,也有旱災的記錄。

  太陽黑子的活動曾導致“小冰河期”,不知這次無黑子的情況將對地球、尤其是地球氣溫、大氣等產生何種影響?

  答:目前的無黑子現象是正常的,還沒有達到極小期。可以預計,2019年到2020年上半年,無黑子時間還會增加。目前,黑子變化過程是正常的,與前面幾個活動周差別不大。預計,2021年以后,黑子的空窗期會逐漸減小。無黑子現象在太陽活動低年比較普遍,與氣候異常的對應關系不強。

  問:太陽周期和全球天氣氣候之間存在何種聯系?我們對空間天氣的認識存在哪些誤區?

  答:太陽活動影響的主要是地球大氣的上層,對氣候過程所在的對流層影響很小。影響氣候的太陽因素來自太陽內部,在幾千年內可以說是相當穩定的,而影響空間天氣的因素則存在于太陽上層大氣,輸出能量占比1%左右,其擾動不足以延伸到對流層。太陽黑子是可以看到的,而太陽內部是不可見的,太陽內部的某些能夠影響氣候的變化可以通過太陽黑子反映出來。應該說,太陽黑子只是一種示蹤劑,而非氣候變化的影響因素。

  空間天氣對人類影響的機制有其特殊性,會影響到運行在高層大氣以上的設備或借助有關特性工作的任務,如航天、通信、導航等,相對小眾。而一旦有極端事件發生,如電網癱瘓、衛星失效,這些災害也是大眾能夠感受到的。但空間天氣災害還沒有達到引起全人類災難的地步,而且許多空間天氣事件都是可以預報的,公眾也不必過于擔心。

  問:請您介紹一下我們對太陽等空間天氣相關監測預報的最新研究進展。

  答:目前,風云系列衛星搭載和規劃了一系列太陽和近地空間的監測設備,加上地面的觀測網。例如,我們將在風云四號衛星上安裝了太陽望遠鏡,可實現連續的多頻段太陽觀測,提高太陽風暴預報的準確性。另外,數值化的預報模型正在成為預報的有效手段,如現在的太陽風預報模型可以在太陽風暴發生后,模擬出地球位置的影響。

(責任編輯:蘇玉君)

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