太陽風(fēng)暴是怎么一回事?什么時候會出現(xiàn)太陽風(fēng)暴?什么是“超級太陽風(fēng)暴”?面對太陽風(fēng)暴我們應(yīng)該怎么辦……本刊特別邀請?zhí)煳膶W(xué)家介紹有關(guān)太陽風(fēng)暴的方方面面。

　　1　太陽風(fēng)暴警報

　　早在2010年年初，英國媒體就援引一些西方科學(xué)家的預(yù)測結(jié)果發(fā)布消息：當太陽從“沉睡”狀態(tài)中“蘇醒”以后，在2013年前后的某些時間，地球?qū)⒃馐苁窡o前例的太陽風(fēng)暴的轟擊，屆時國家電網(wǎng)可能癱瘓，航空運輸將陷入嚴重混亂，電子產(chǎn)品、航空器件和大多數(shù)衛(wèi)星可能停止工作。不久后，美國宇航局發(fā)布消息：強烈的太陽風(fēng)暴發(fā)生的時間就在3年后，也就是2013年。有科學(xué)家警告說，除非采取適當?shù)姆纻浯胧?，超級太陽風(fēng)暴將損壞一切應(yīng)急無線電通信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、銀行設(shè)備、航空控制設(shè)備，直至日常電器如家用電腦、電感電位分壓器等。如果情況果真如這些科學(xué)家所言，那么，由于現(xiàn)代社會人們對電子設(shè)備的巨大依賴性以及電子設(shè)備對磁能的敏感性，太陽風(fēng)暴將留下巨額破壞賬單，人類社會生活將發(fā)生歷史性的大倒退。　上述警告和說法不免有所夸大，但也并非沒有科學(xué)依據(jù)。空間飛行器攜帶的儀器拍攝的極紫外單色像顯示，地球周圍的磁層目前出現(xiàn)了一個面積相當于4個地球的大洞，而且還在擴大。這是巨大的太陽風(fēng)暴爆發(fā)的預(yù)兆。地磁層能阻止高能粒子進入地球，是地球的保護層，一旦地磁層受到太陽風(fēng)暴的擾動，太陽爆發(fā)產(chǎn)生的大量高能粒子將乘虛而入，影響通訊，威脅衛(wèi)星，破壞臭氧層，如果不早作防范，后果將不堪設(shè)想。歷史上曾有過不少不算太嚴重的先例。1958年2月11日發(fā)生的一次全球性大磁暴(請參閱相關(guān)鏈接：磁暴的破壞)使世界各地?zé)o線電通信全部中斷，瑞典的電力線和通信遭到破壞，鐵路信號無法使用，磁暴引起的強大電流使絕緣材料起火燃燒，將安全閥和變壓器燒毀。1975年發(fā)生的一次磁暴使歐洲和北美之間的無線電通信全部中斷，歐洲和遠東的電報聯(lián)絡(luò)受到嚴重干擾。2008年2月26日發(fā)生的一次磁暴釋放出1500萬億焦耳的能量，發(fā)射了兩個等離子體云，一個飄離地球，一個飄向地球，在加拿大和美國阿拉斯加都能看到飄向地球的等離子體云同大氣作用產(chǎn)生的極光。這些磁暴都是太陽風(fēng)暴造成的。

　　為了應(yīng)對太陽風(fēng)暴的威脅，2010年6月，美國宇航局科學(xué)家、政府決策者和研究^員齊集首都華盛頓，參加太空天氣方面的高峰論壇，討論太陽在2012年到2013年期間從“沉睡”中“蘇睡”進入活動期引發(fā)的太陽風(fēng)暴對地球的嚴重影響，以及如何采取措施做好空間天氣監(jiān)測工作，預(yù)防和減少太陽風(fēng)暴帶來的損失。事實上，美國宇航局早在2001年就形成了—個名為“生命與恒星”的計劃，旨在研究和處理^類在太陽大氣中生活的空間天氣問題，特別是如何對太陽風(fēng)暴進行預(yù)警。該計劃規(guī)模宏大，將發(fā)射5組空間探測器組成—個飛船艦隊“氣象站”，以最新方式分布在廣闊的太陽大氣里面，觀測太陽大氣的各種狀態(tài)。這5組空間探測器分別是：

　　——太陽動力學(xué)觀測站。用高清晰度照相機拍攝太陽黑子和耀斑，以前所未有的清晰度揭示太陽風(fēng)暴。

　　——太陽探測器。深入到距離太陽700萬千米的太陽大氣中，就地獲取太陽風(fēng)和磁場樣品。

　　——太陽風(fēng)暴檢測飛船。一共有6艘，其中4艘分布在距離太陽3750萬千米的位置上測量x射線、射電和中子輻射，獲取高能粒子和等離子體信息，第5艘位于地球附近，在紫外和可見光波段觀測日冕，最后一艘位于地球后面，檢測太陽光球磁場。

　　——輻射帶暴探測器。用來測量空間形成的相對論電子和離子對太陽活動和太陽風(fēng)的響應(yīng)。

　　——電離層一熱層暴探測器。用來研究電離層和熱層的密度分布以及地磁的不規(guī)則性。

　　2　太陽活動預(yù)測

　　透過天文望遠鏡可以看到，太陽表面有時會出現(xiàn)一些黑點，這就是有名的太陽黑子。太陽黑子是天文學(xué)家最熟悉的太陽活動形式，黑子來了又去，留下反映太陽活動水平高低的標記?？茖W(xué)家通過長期觀測發(fā)現(xiàn)黑子數(shù)目和黑子群面積變化存在11年左右的周期性。后來又發(fā)現(xiàn)，黑子活動周期也就是太陽活動周期。

　　在一個太陽活動周期的末期，黑子數(shù)跌落到最少，太陽風(fēng)暴數(shù)量減少到最小，一切變得很平靜，這叫太陽極小。一般說來，太陽極小的時間不長，在太陽極小過去不到一年，就會出現(xiàn)下一個太陽活動周期(太陽極大)的上升跡象。但是，最近的太陽極小異乎尋常，即使太陽預(yù)報專家也無法判斷下一個太陽活動周期會從何時開始。

　　2006年3月10日，美國有關(guān)方面宣布，太陽極小來了，黑子幾乎為零，不存在太陽耀斑，太陽平靜得很。根據(jù)這一現(xiàn)象，美國國家天文研究中心發(fā)出預(yù)報：一場50年來最強的太陽極大即將來臨，太陽活動將比以前的周期強30％到50％。如果這—預(yù)報無誤，就可能出現(xiàn)強度僅次于1958年的大太陽風(fēng)暴。到了2007年年底，太陽仍然平靜。美國科學(xué)家哈薩韋利用計算機模擬作出預(yù)測：2008年將出現(xiàn)比較多的黑子。哈薩韋說：　“可以想象，下—個太陽活動周期將是—個‘非常顯著’的太陽活動周期，有很多黑子、很多太陽風(fēng)暴和很多能量釋放到空間。”然而，實際觀測結(jié)果顯示，2008年的太陽比預(yù)計的平靜得多，這一年有266天沒有黑子，即73％的晴天太陽上沒有黑子。這種情況即使在太陽極小的年份也很少見到(有記錄以來，只有1913年太陽極小時出現(xiàn)過類似情況，那一年有85％的晴天沒有出現(xiàn)太陽黑子)。到200'~，太陽活動繼續(xù)變?nèi)?，直?009年12月中旬才出現(xiàn)近幾年來最大的黑子群。2009年以后，黑子幾乎消失殆盡，少得連資深的太陽觀測者都感到驚訝。

　　以上眾多奇怪現(xiàn)象，讓太陽物理學(xué)家也不知應(yīng)該如何估計下—個太陽活動周期的發(fā)展趨勢。這是—個值得重視的科學(xué)現(xiàn)象——在長時間的太陽極小過后，黑子出現(xiàn)了—個較長的恢復(fù)期，但恢復(fù)期標志卻不明顯。它和歷史上出現(xiàn)的“蒙德極小期”極為相似(所謂“蒙德極小期”，是指1645年到1715年期間黑子幾乎消失、太陽活動極其稀少的時期，發(fā)現(xiàn)者是德國科學(xué)家蒙德，故名之)。德國科學(xué)家弗洛指出，如果類似情況從現(xiàn)在開始延續(xù)到2100年，全球氣溫將平均降低0.3℃。他還預(yù)言，在2009年到2010年期間，歐洲將出現(xiàn)異常寒冷的冬季。實際情況果真如此，弗洛的研究結(jié)論得到了廣泛支持。

　　那么太陽活動是如何影響地球氣候的呢?美國女天文學(xué)家迪克帕蒂根據(jù)大量空間和地面望遠鏡觀測結(jié)果提出，太陽上有兩個氣體輸運帶，它們是在太陽表面內(nèi)外穿越的無限循環(huán)的物質(zhì)和磁場。太陽輸運帶類