2012太阳活动极大 日冕物质抛射将破坏地球磁场

来源:新知客(北京)  作者:谢懿
2012太阳活动极大 日冕物质抛射将破坏地球磁场
摘要:2012太阳活动极大 日冕物质抛射将破坏地球磁场…

但要得到空间天气的预报还需要面对额外的障碍。首先,模型所需要的观测数据严重缺失。更糟糕的是,用来监测太阳活动的卫星都已经严重超期服役。ACE已经工作了12年,同在L1的SOHO更是工作了14年,一旦它们停止工作,在这个方向上就完全成了“瞎子”。

幸好,如果中国的“夸父计划”能如期在2012年上天,将有效地补充在L1上对太阳风暴岌岌可危的监测能力。这是中国和国际合作开展的太阳监测卫星计划。“夸父计划”包含了三颗卫星。其中一颗卫星将被放置在L1点,用于监测太阳耀斑和CME,它能为地磁暴提供3天的预警。另外两颗卫星将被放置在地球磁层处,用于对北极光进行24小时的监测。如果按期实施,该计划将是世界上唯一一个系统的日地空间探测计划。

其次是物理建模的困难。和密度相对均匀的大气层不同,空间天气所需要处理的物理环境跨度巨大。从由磁场支配、几近真空且温度高达100万℃的太阳日冕,到地球上层的低温大气,再到地面,这一切需要许多不同的子模型来衔接从太阳到地球的整个过程。为此美国的空间天气科学家们建立起了一个松散的组织,来研发并且测试日地关系模型和30个子模型,不过到目前为止还没有一个子模型通过测试进入实用阶段。在这些模型中领跑的是研究CME如何在太阳和ACE卫星之间传播的子模型,但是在太阳峰年到来的2、3年内还无法投入正式的使用。这些模型和真刀真枪的预报比起来还相去甚远。即便如此,还是有一些科学家想试试他们的“运气”。

太阳传送带:下一波会更强

第一个基于完整太阳物理模型的预报,给出的是一个悲观的结果。美国国家大气研究中心(NCAR)的科学家迪克帕提(Mausumi Dikpati)和她的小组发展了一套数值模拟方法得出:下一个太阳峰年会更强,太阳的黑子和活动会比这个太阳活动周期结束时增加30%~50%。这一预言的核心是“太阳传送带”理论。

在过去的十多年里,天文学家发现在太阳上有一个巨大的等离子体传送带,它在太阳两个半球以每小时30~65千米的速度从赤道向两极输送等离子体。太阳黑子的寿命通常只有几周,但是它们的磁场却不会消失。在沉入太阳内部之前,等离子体流会带动这些磁场,在极区积聚,之后会向赤道回流。深层回流是无法观测的,但是模型显示它流动的速度要比表面的慢,大概只有每小时5千米。如果这样,整个回流就要花上几十年的时间。这意味着太阳会保留对它磁场的“记忆”至少20年。因此太阳活动的强度,不仅仅倚赖于前一个周期,还和更早的活动周期历史有关。

谁是谁非很快就能见分晓,毕竟距离下一个太阳活动峰年,所剩下的时间已经不多。但如果在空间探测器、预报模型两方面都没有取得进展的话,也许我们的处境就像是蒙住双眼应对龙卷风的袭击。(本文来源:新知客 作者:谢懿)

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