关于太阳活动的

2024-11-17 07:39:59
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回答1:

简要答案:主要原因是地球在太阳风(即高能粒子)作用下,两极地区形成狭窄的、磁场强度较弱的极尖区。因为高能粒子等离子体具“冻结”磁力线特性,所以,太阳风粒子不能穿越地球磁场,而只能通过极尖区进入地球磁尾。

详细解答如下:
科学家已经了解到,地球磁场并不是对称的。在太阳风的吹动下,它已经变成某种“流线型”。就是说朝向太阳一面的磁力线被大大压缩,相反方向却拉出一条长长的,形似慧尾的地球磁尾。磁尾的长度至少有1,000个地球半径长。由于与日地空间行星际磁场的偶合作用,变形的地球磁场的两极外各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具“冻结”磁力线特性,所以,太阳风粒子不能穿越地球磁场,而只能通过极尖区进入地球磁尾。当太阳活动发生剧烈变化时(如耀斑爆发),常引起地球磁层亚暴。于是这些带电粒子被加速,并沿磁力线运动。从极区向地球注入,这些带电粒子撞击高层大气中的气体分子和原子,使后者被激发——退激而发光。不同的分子,原子发生不同颜色的光,这些单色光混合在一起,就形成多姿多彩的极光。 事实上,人们看到的极光,主要是带电粒子流中的电子造成的。而且,极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。

实际上你问的问题,和极光形成的问题基本是一个问题。关于极光形成的其他解释:
当太阳风和磁层相联接时地磁场会发生改变。一股扭曲的磁场会形成,然后沿着边缘向地球背向太阳的一侧运动。这一现象被称为“磁流绳”,它可能和亚暴之间的存在相联系。磁流绳会和太阳风中的磁场联接,随后两者会缠绕在一起使得地球磁场和太阳磁场相联。这就会使得它们长驱直入,为输入磁层的能量。当太阳风吹过地球的时候,它会拉扯磁流绳的端点,并且将磁流绳及其磁场拖离地球向阳的一侧而进入地球背阳一侧的磁层尾。

当有越来越多的磁流绳形成并且被拖入磁尾的时候,地球向阳一侧的磁场就会越来越少。当然这不会一直进行下去。否则地球向阳一侧的磁场就会被完全剥离,一旦这一情况发生,地球就会失去保护。地球刚形成的极早期,地球的原始大气甚至就被太阳风“吹”散开。

不过很显然我们是幸运的,这一切都不会发生。在磁场积蓄了张力几个小时之后,亚暴就会产生。有几件事情几乎是同时发生的,包括磁尾断裂、等离子冲向地球以及围绕地球的电流瓦解。但是这些事件中是哪些触发了亚暴并且产生了极光呢?

在太阳平常期,较弱的太阳风能量,经磁层磁力线转入地壳电流层,地壳电流层再转成为地磁场时,能量表现基本上都是平衡的,这期间也不会有极光出现。在太阳扰动期,太阳风的能量突然增加好几倍,强劲的太阳风吹在磁层上时,拉长的磁层储存了一些多余的能量,在达到一定的程度的时候,所说的磁层亚暴现象就出现了,拉断的磁力线弹回地磁两极,强烈的极光就开始飘动。

极光是动态磁力线携带的能量在地壳电流层转换不掉的情况下,而由电离层分流能量所产生的。关于磁力线携带能量的数学描述,现代电动力学还没有很好的解决方案,楞次定律告诉我们磁力线是可以携带能量的,可是磁力线携带能量的细节麦克斯韦方程无法给予描述。磁场的强度一般和能量没有直接关系,动态的磁力线可以转换能量是我们已知的现象。在极光椭圆区附近的地球电离层表达的导电场分布是极光变幻的物理依据。

有人认为磁层磁力线经过电离层时,有时形成极光的能量特别巨大,会把磁力线压弯曲,这在撞击粒子极光说是无法得到解释的;实际上,磁力线是不能被能量所压弯的,磁力线在电离层的形变是动态磁力线在电离导电场中扰动的结果。用磁层磁力线传递能量说明极光存在的理论,来解释极光南北极共轭变得非常简单。

回答2:

地球本身的磁场、就象一块磁铁,南北两极最强。
高能带电粒子被吸引…

回答3: