1、太 阳 、 月 球 与 地 球 的 关 系 教 学 目 的1 认 识 这 三 个 天 体 之 间 的 关 系2 我 们 在 平 时 能 看 到 日 食 ， 日 环 食 ， 月 食 ， 月 相 的 变 化 ， 太 阳 黑 子 等 都 反 应 了 这三 者 之 间 的 变 化 。教 学 内 容一 、 太 阳 辐 射 对 地 球 的 影 响1 太 阳 辐 射 能 量 来 源 于 太 阳 内 部 的 核 聚 变 反 应2 介 绍 太 阳 辐 射 这 个 新 能 源二 、 太 阳 活 动 对 地 球 的 影 响1 太 阳 外 部 的 大 气 层位 置太 阳 活 动周 期光 球 黑 子 11 年色 球 耀
2、 斑 11 年日 冕由里到外太 阳 风 2 太 阳 活 动 对 地 球 的 影 响（ 1） 对 地 球 气 候 的 影 响（ 2） 对 地 球 电 离 层 的 影 响（ 3） 对 地 球 磁 场 的 影 响（ 在 课 堂 上 阅 读 从 网 上 复 制 的 资 料 说 今 年 是 太 阳 活 动 极 大 年 ， ） 太 阳 热 情 没 完 没 了 ：耀 斑 刚 去 冕 洞 又 来太 阳 的 “热 情 ”似 乎 没 完 没 了 。 今 天 上 午 ， 我 国 上 空 电 离 层 再 次 遭 到 太 阳 的 “干扰 ”， 部 分 地 区 短 波 通 信 中 断 。从 今 天 零 时 起 ， 满 洲
3、 里 、 长 春 、 北 京 、 兰 州 、 乌 鲁 木 齐 等 地 相 继 发 生 中 型 电 离 层 干扰 现 象 。 满 洲 里 到 河 南 新 乡 的 短 波 通 信 电 路 从 时 起 逐 渐 受 到 影 响 ， 时 到 时 分 左 右 ， 整 个 短 波 通 信 中 断 ， 时 起 通 信 逐 渐 恢 复 。 青 岛 到 新 乡 的 短 波 通 信在 时 到 时 分 也 全 部 中 断 ， 时 分 起 开 始 恢 复 。中 国 电 波 传 播 研 究 所 索 玉 成 高 级 工 程 师 说 ， 引 起 这 次 干 扰 的 “罪 魁 ”是 日 面 上 的冕 洞 现 象 。 冕 洞 和
4、 耀 斑 、 暗 条 等 一 样 ， 是 太 阳 的 一 种 活 动 形 式 。 和 耀 斑 一 样 ， 当 日面 出 现 冕 洞 现 象 时 ， 也 会 抛 射 带 电 粒 子 流 ， 从 而 影 响 地 球 电 离 层 。和 耀 斑 不 一 样 的 是 ， 无 论 是 在 太 阳 活 动 峰 年 还 是 在 低 年 ， 冕 洞 现 象 都 可 能 存 在 ， 而且 往 往 寿 命 较 长 ， 短 则 半 月 ， 多 则 超 过 一 年 。 由 于 太 阳 自 转 一 次 需 要 天 ， 因 此 ，长 寿 命 的 冕 洞 就 可 能 以 天 左 右 的 周 期 对 地 球 造 成 循 环 “
5、干 扰 ”。据 悉 ， 随 着 太 阳 活 动 峰 年 的 到 来 ， 我 国 有 关 机 构 正 在 加 紧 对 太 阳 活 动 所 造 成 的 电 离层 干 扰 进 行 监 测 和 预 报 。 进 入 月 以 来 ， 我 国 境 内 短 波 通 信 等 技 术 系 统 已 多 次 遭 太阳 “干 扰 ”， 多 为 耀 斑 所 为 。风 暴 来 自 太 阳刘 亚 东 (7/3109:20)我 们 的 太 阳 正 处 于 活 动 高 峰 期 。 2000 年 7 月 14 日 20 时 ， 中 国 风 云 二 号 卫 星 和 风云 一 号 卫 星 的 空 间 粒 子 监 测 仪 ， 记 录 到
6、 本 次 太 阳 活 动 周 期 中 迄 今 最 强 烈 的 一 次 太 阳风 暴 。 16 日 ， 太 阳 风 暴 抵 达 地 球 。 中 国 北 方 地 区 从 零 时 起 ， 南 方 地 区 从 5 时 起 ，电 离 层 的 部 分 临 界 频 率 急 剧 下 降 或 被 严 重 遮 蔽 ， 直 到 不 见 回 波 。 与 此 同 时 ， 地 磁 指数 也 发 生 剧 烈 变 化 。 虽 然 太 阳 风 暴 的 侵 扰 已 于 当 日 20 时 至 24 时 左 右 在 我 国 陆 续结 束 ， 但 直 到 2005 年 ， 本 周 期 的 太 阳 活 动 仍 随 时 可 能 给 人 类
7、 的 生 产 生 活 制 造 麻 烦 。“太 阳 质 子 事 件 ”在 11 年 的 周 期 里 ， 太 阳 活 动 处 于 高 峰 时 ， 太 阳 黑 子 出 现 得 最 为 密 集 和 频 繁 。 这 时 ，太 阳 喷 射 的 大 量 质 子 、 电 子 、 粒 子 和 重 离 子 等 高 能 带 电 粒 子 不 断 冲 击 地 球 ， 形成 所 谓 的 太 阳 风 暴 。 太 阳 风 暴 ， 专 家 称 之 为 “太 阳 质 子 事 件 ”。 它 可 以 给 地 球 造成 各 种 破 坏 ， 从 鸽 子 的 定 向 到 通 讯 卫 星 和 电 网 的 运 行 。太 阳 风 暴 当 然 不
8、 是 什 么 新 鲜 事 。 但 这 个 古 时 令 人 感 到 困 惑 、 恐 惧 和 好 奇 的 自 然 现 象 ，越 来 越 变 成 现 代 社 会 一 个 严 重 的 问 题 。 美 国 国 家 海 洋 大 气 局 的 专 家 们 1996 年 预言 ， 新 千 年 的 这 次 太 阳 活 动 高 峰 给 地 球 造 成 的 混 乱 ， 在 程 度 上 虽 不 及 曾 记 录 到200 多 个 太 阳 黑 子 的 1958 年 ， 但 其 活 动 强 度 却 可 能 成 为 过 去 130 年 里 最 大 的 两 、三 次 之 一 。 11 年 前 的 上 一 次 太 阳 活 动 高
9、峰 让 我 们 看 到 ， 恶 劣 的 太 阳 气 候 具 有 怎 样的 破 坏 力 。 1989 年 3 月 的 一 个 深 夜 ， 英 国 哥 伦 比 亚 和 加 拿 大 安 大 略 的 射 电 天 文 望远 镜 设 施 的 记 录 仪 指 针 突 然 打 满 刻 度 ， 警 报 器 令 人 心 惊 肉 跳 地 响 起 。 天 文 学 家 迅 速而 准 确 地 找 出 原 因 ： 几 分 钟 前 ， 在 1 5 亿 公 里 以 外 ， 太 阳 磁 场 朝 着 地 球 释 放 了 一阵 巨 大 的 能 量 ， 就 像 是 一 次 太 阳 热 带 风 暴 。 他 们 来 不 及 更 多 地 思
10、 考 ， 立 即 向 加 拿 大和 美 国 政 府 机 构 报 告 ， 在 未 来 36 至 48 小 时 内 ， 太 阳 风 暴 的 下 一 波 ， 即 充 斥 着 激发 态 逊 原 子 粒 子 的 气 体 云 ， 将 抵 达 地 球 。 一 点 儿 不 错 。 3 月 13 日 一 早 ， 太 阳 风 暴如 期 抵 达 地 球 。 在 外 层 空 间 ， 因 吸 收 热 量 而 膨 胀 的 大 气 把 卫 星 挤 出 原 位 。 几 秒 钟 内 ，太 阳 的 过 剩 能 量 汹 涌 澎 湃 地 穿 过 上 北 半 球 的 输 电 线 。 斯 德 哥 尔 摩 的 灯 光 颤 抖 。 多 伦多
11、 的 防 盗 报 警 器 一 片 尖 啸 。 魁 北 克 的 输 电 系 统 遭 受 重 创 。 在 该 省 大 部 分 地 区 ， 冰 箱不 再 哼 鸣 ， 时 钟 停 止 摆 动 。 太 阳 风 暴 的 巨 大 影 响 扩 散 到 更 远 的 地 方 。 在 美 国 南 方 ，美 国 海 军 通 讯 受 到 破 坏 。 而 在 大 西 洋 对 岸 ， 协 和 式 超 音 速 客 机 驶 离 正 常 航 道 ， 因 为太 阳 风 暴 带 来 的 伽 玛 射 线 和 X 射 线 可 能 给 乘 客 造 成 伤 害 。神 秘 的 物 理 能虽 然 只 是 一 颗 极 普 通 的 恒 星 ， 但
12、太 阳 匪 夷 所 思 的 物 理 能 一 旦 对 我 们 构 成 危 害 ， 便 足以 使 人 类 自 身 制 造 的 最 严 重 灾 难 ， 如 曾 让 大 家 谈 虎 色 变 的 计 算 机 千 年 虫 ， 显 得 微 不足 道 。 太 阳 可 见 表 面 的 温 度 是 1 万 华 氏 度 ， 而 其 外 层 大 气 （ 日 冕 ） 的 温 度 则 可 达180 万 华 氏 度 。 太 阳 1 秒 钟 释 放 的 能 量 足 以 让 全 美 国 的 烤 面 包 机 、 电 视 机 和 电 冰 箱使 用 约 900 万 年 。 所 幸 ， 太 阳 风 暴 只 传 送 极 少 部 分 的
13、太 阳 能 。 但 即 便 如 此 ， 1997年 1 月 出 现 的 一 场 比 较 温 和 的 太 阳 风 暴 ， 也 在 两 天 时 间 里 向 我 们 的 大 气 层 倾 泄 了14 亿 千 瓦 的 能 量 ， 几 乎 是 美 国 年 发 电 量 的 两 倍 。 太 阳 风 暴 的 成 因 现 在 还 是 个 谜 ， 但科 学 家 认 为 它 与 太 阳 黑 子 有 关 。 太 阳 黑 子 是 太 阳 表 面 相 对 冷 却 区 域 所 呈 现 的 暗 斑 ，它 们 可 存 在 于 太 阳 的 任 何 区 域 ， 从 几 天 到 几 周 不 等 。 太 阳 黑 子 是 太 阳 磁 力
14、线 发 生 扭曲 ， 致 使 磁 场 临 时 出 现 混 乱 的 地 方 。 由 于 不 明 原 因 ， 这 种 磁 场 切 变 引 起 了 太 阳 风 暴 ，即 巨 大 能 量 的 突 然 释 放 ， 约 相 当 于 400 亿 颗 投 掷 在 广 岛 的 原 子 弹 。 1997 年 ， 美 欧联 合 研 制 的 太 阳 观 测 卫 星 （ SO HO） ， 首 次 捕 捉 到 一 次 太 阳 风 暴 及 其 影 响 的 近 距离 图 像 。 在 这 张 十 分 清 晰 的 照 片 上 ， 一 个 巨 大 的 震 波 正 在 移 经 太 阳 表 面 。 太 阳 风 暴有 时 会 伴 随 着
15、 “日 冕 团 喷 射 ”， 那 是 与 太 阳 磁 力 线 交 织 在 一 起 的 巨 大 气 体 团 。 在 太阳 平 静 时 期 ， “日 冕 团 喷 射 ”约 每 星 期 发 生 一 次 ； 而 在 太 阳 活 动 高 峰 期 ， 每 天 发 生两 到 三 次 。 “日 冕 团 喷 射 ”能 破 坏 从 太 阳 正 常 流 向 地 球 的 磁 性 气 体 流 ， 即 太 阳 风 。在 这 个 过 程 中 ， 它 干 扰 了 我 们 星 球 的 磁 场 ， 造 成 事 故 。历 史 见 证太 阳 风 暴 到 达 地 球 时 往 往 引 起 极 光 。 公 元 34 年 一 天 傍 晚 ，
16、 凯 撒 大 帝 误 把 地 平 线 上这 种 鲜 亮 的 色 彩 当 做 火 焰 ， 而 命 令 罗 马 士 兵 冲 入 海 岸 城 市 奥 斯 提 亚 。 太 阳 风 暴 还 以更 直 接 、 更 现 实 的 方 式 影 响 着 地 球 上 的 生 命 。 它 破 坏 鸽 子 和 海 洋 哺 乳 动 物 的 方 向 感 ，摧 毁 大 气 臭 氧 层 ， 使 人 类 和 动 物 暴 露 于 过 量 的 太 阳 紫 外 线 辐 射 。 它 似 乎 还 在 影 响 植物 的 生 长 和 气 候 ， 虽 然 这 种 影 响 还 不 为 人 们 完 全 了 解 。太 阳 风 暴 真 正 显 示 出
17、对 人 类 文 明 的 破 坏 力 ， 是 在 19 世 纪 中 叶 美 国 人 开 始 使 用 电 报（ 后 来 又 有 了 电 话 ） 之 后 。 被 太 阳 风 暴 干 扰 的 地 球 磁 场 给 电 报 线 路 充 入 强 大 电 流 ，以 至 于 一 些 电 报 员 在 点 击 键 钮 时 触 电 身 亡 。 20 世 纪 ， 无 线 电 、 飞 机 和 雷 达 的 发 明使 人 类 更 易 受 到 侵 扰 。 本 世 纪 40 年 代 ， 英 国 的 反 空 袭 雷 达 曾 被 无 线 电 信 号 淹 没 。英 军 因 此 担 心 ， 希 特 勒 德 国 的 科 学 家 已 研 制
18、 出 新 型 雷 达 干 扰 设 备 ， 而 且 一 次 大 规 模的 空 袭 在 即 。 1958 年 2 月 ， 在 有 史 以 来 最 强 烈 的 太 阳 活 动 高 峰 期 间 ， 一 场 太 阳 风暴 灾 难 性 地 使 横 穿 大 西 洋 的 洋 底 电 话 电 缆 陷 于 瘫 痪 。 60 年 代 和 70 年 代 相 对 温 和的 太 阳 气 候 ， 可 能 使 人 类 放 松 了 戒 备 。 那 时 ， 随 着 科 技 的 迅 速 进 步 ， 人 类 不 断 发 射轨 道 器 和 通 讯 卫 星 ， 并 日 益 沉 醉 和 依 赖 于 电 脑 和 电 视 。 到 了 80 年
19、 代 ， 由 于 太 阳 周期 的 影 响 加 剧 ， 我 们 重 新 尝 到 了 太 阳 风 暴 的 苦 头 。 1984 年 ， 美 国 前 总 统 里 根 访 华途 中 ， 他 乘 坐 的 空 军 一 号 座 机 的 通 讯 受 太 阳 风 暴 严 重 干 扰 ， 长 达 数 小 时 之 久 。 而1989 年 太 阳 活 动 高 峰 期 间 ， 当 一 次 太 阳 风 暴 重 创 了 魁 北 克 的 电 网 时 ， 人 们 开 始 清 醒了 。 那 么 ， 新 千 年 的 这 次 太 阳 风 暴 究 竟 会 造 成 怎 样 的 破 坏 ？ 还 是 没 人 能 做 出 明 确 的回 答 。不 会 出 现 灾 难 性 后 果尽 管 谁 都 不 知 道 太 阳 风 暴 到 来 时 究 竟 会 发 生 什 么 ， 但 科 学 家 们 极 力 使 公 众 放 心 ， 指出 太 阳 风 暴 对 地 球 的 危 害 受 一 个 复 杂 的 变 量 阵 影 响 ， 太 阳 粒 子 的 喷 射 不 一 定 会 导 致
