2012年5月10日 星期四

專題2:太陽黑子與地磁

19 則留言:

  1. 太陽黑子:
    太陽黑子是太陽光球上的臨時現象,它們在可見光下呈現比周圍區域黑暗的斑點。它們是由高密度的磁性活動抑制了對流的激烈活動造成的,在表面形成溫度降低的區域。雖然它們的溫度仍然大約有3000-4500K ,但是與周圍5,780K的物質對比之下,使它們清楚的顯視為黑點,因為黑體(光球非常近似於黑體)的熱強度(I)與溫度(T)的四次方成正比。如果將黑子與周圍的光球隔離開來,黑子會比一個電弧更為明亮。當它們在太陽表面橫越移動時,會膨脹和收縮,直徑可以達到80,000公里,因此在地球上不用望遠鏡也可以直接看見 [1]。

    激烈的磁場活動顯示,太陽黑子會導致次一級的活動,像是冕圈和再聯結事件。大多數的閃焰和日冕物質拋射都起源於可見到黑子群存在的磁場活動區域。相似的現象也在一些有著星斑的恆星上被直接觀測到[2]。

    太陽黑子很少單獨活動,常是成群出現。黑子的活動周期為11.2年,活躍時會對地球的磁場產生影響,主要是使地球南北極和赤道的大氣環流作經向流動,從而造成惡劣天氣,使氣候轉冷。嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。

    引用自:http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E9%BB%91%E5%AD%90

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  2. 地磁場:
    地磁場,即把地球視為一個磁偶極子(magnetic dipole),其中一極位在地理北極附近,另一極位在地理南極附近,這兩極所產生的球體磁場即為地磁場。通過這兩個磁極的假想直線(磁軸)與地球的自轉軸大約成11.3度的傾斜。地磁場的成因或許可以由發電機原理解釋。地球的磁場向太空伸出數萬公里形成地球磁圈(magnetosphere)。

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    1. well done. \(^-^) /

      請思考太陽黑子與地磁間的關係。

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    2. 如果太陽黑子活動很活躍的話,黑子的磁場就會影響地球的電波。

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  3. 對地球而言,太陽的自轉週期是27天。如果太陽上一個局部區域的活動持續27天以上,而這種活動又能在地球上產生影響,那麼隨著太陽的自轉,若干地球物理現象就有27天重現性,特別是在太陽活動比較弱的年份,這種重現性更明顯。例如地磁活動就有這種重現性。
      在地球極區,太陽風中的帶電粒子到達地球後,經過複雜的電動力學和磁流體力學過程進入離地面100~350公里的高空,與大氣相互作用而形成極光。出現極光最頻繁的地帶是所謂極光帶,在中等磁擾情況下,極光出現在磁緯70°附近。在地磁擾動強烈時,極光出現的位置向低緯方向移動;磁暴消失後,才恢復到原來緯度。太陽活動比較強的年份,極光出現的頻次多,這種頻次的多少,呈現大約以11年為周期的規律。
      在極蓋區,太陽上出現大耀斑後的幾小時到一天多的時間內,離地面50~90公里高度範圍內的大氣成分被太陽耀斑發出的20~50兆電子伏的質子電離。這時自地球外進入地球大氣層內的高頻(約1~50兆赫)無線電波(即宇宙射電噪聲),大部分會被這層大氣強烈吸收,到達地面時的強度大大減弱,這就是極蓋吸收事件。在這種事件出現期間,極區的無線電通信和經過極區的電路的通信會受到影響,嚴重時通信中斷。
      地面上接收到的銀河宇宙線強度與太陽活動有密切關係。在太陽活動極大年份,地面上能接收到能量在1011電子伏以下強度較低的銀河宇宙線;但在太陽活動極小年份,接收到的銀河宇宙線強度反而較大,可以大到極大年的兩倍。因此,地面上能接收到的銀河宇宙線的強度也呈11年的變化。產生這種現象的原因,是行星際空間的介質狀況受到太陽活​​動強弱變化的影響(見宇宙線太陽調製)。
      太陽活動的強弱,通過太陽遠紫外線的加熱作用,對高層大氣的密度也有明顯的效應。例如在700公里的高空,1958年(太陽活動極大年)白天大氣的密度是1963年(太陽活動極小年附近)的40多倍,即使在同一年內,黑子較多的時候高層大氣的密度也比黑子較少的時候大。太陽紫外線強度有11年變化和27天變化,高層大氣的密度除有11年變化外也有27天變化。
    引用自:http://baike.baidu.com/view/324788.htm

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  4. 太陽黑子是太陽光球上的臨時現象,它們在可見光下呈現比周圍區域黑暗的斑點。它們是由高密度的磁性活動抑制了對流的激烈活動造成的,在表面形成溫度降低的區域。雖然它們的溫度仍然大約有3000-4500K ,但是與周圍5,780K的物質對比之下,使它們清楚的顯視為黑點,因為黑體(光球非常近似於黑體)的熱強度(I)與溫度(T)的四次方成正比。如果將黑子與周圍的光球隔離開來,黑子會比一個電弧更為明亮。當它們在太陽表面橫越移動時,會膨脹和收縮,直徑可以達到80,000公里,因此在地球上不用望遠鏡也可以直接看見 [1]。
    激烈的磁場活動顯示,太陽黑子會導致次一級的活動,像是冕圈和再聯結事件。大多數的閃焰和日冕物質拋射都起源於可見到黑子群存在的磁場活動區域。相似的現象也在一些有著星斑的恆星上被直接觀測到[2]。
    太陽黑子很少單獨活動,常是成群出現。黑子的活動周期為11.2年,活躍時會對地球的磁場產生影響,主要是使地球南北極和赤道的大氣環流作經向流動,從而造成惡劣天氣,使氣候轉冷。嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。
    一.地球磁場形成的原因
      地球本身具有很大的磁場,會影響在磁場範圍內所有具有磁性之物質,使其靜止時,皆受此磁力的作用而指向南極或指向北極。


    1.地球磁場形成的原因在理論上和定性上已經透過地磁學的電機原理(dynamo theory)得到了解釋。在地球炙熱外核(outer core)液態的鐵、鎳及其氧化物不斷的流動,且以約每秒0.5毫米的速度向外部較低的邊緣部份流動,如同在一條電纜線內部一樣,在地心熔岩金屬層中,也會被原有的地球磁場感應出一股電流,這種感應電流又製造出一個新的磁場。根據這種”自激磁學說”(Self-exciting dynamo)所產生的循環,同樣進行在每座發電機中。也經由電腦模擬測試,予這種原理有力的論證。
     
     

    2.地球磁場形成的另一種理論,是美國喬治亞大學的化學教授查理.麥爾敦和地質學教授吉亞迪尼。他們推測:月球萬有引力對地球中心固態的部份有一種持續的牽引作用,因此被熔融液態金屬圍繞的地核會由於其位移而產生持續的磨擦,在赤道上造成一千萬千瓦的熱效應和一兆安培的電流。因此流動於其間的電流產生磁場,同時也是造成高溫地熱的放射性蛻變的原因。並以太陽系中其他行星所作的觀察來支持他們的理論;如水星沒有衛星就沒有顯著的磁場被發現。
    引用至:
    http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E9%BB%91%E5%AD%90

    http://content.edu.tw/junior/phy_chem/ty_lk/sir/content/cph9/cph92/cph92-1.htm

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  5. 太陽黑子是太陽光球上的臨時現象,它們在可見光下呈現比周圍區域黑暗的斑點。它們是由高密度的磁性活動抑制了對流的激烈活動造成的,在表面形成溫度降低的區域。雖然它們的溫度仍然大約有3000-4500K ,但是與周圍5,780K的物質對比之下,使它們清楚的顯視為黑點,因為黑體(光球非常近似於黑體)的熱強度(I)與溫度(T)的四次方成正比。如果將黑子與周圍的光球隔離開來,黑子會比一個電弧更為明亮。當它們在太陽表面橫越移動時,會膨脹和收縮,直徑可以達到80,000公里,因此在地球上不用望遠鏡也可以直接看見 [1]。

    激烈的磁場活動顯示,太陽黑子會導致次一級的活動,像是冕圈和再聯結事件。大多數的閃焰和日冕物質拋射都起源於可見到黑子群存在的磁場活動區域。相似的現象也在一些有著星斑的恆星上被直接觀測到[2]。

    太陽黑子很少單獨活動,常是成群出現。黑子的活動周期為11.2年,活躍時會對地球的磁場產生影響,主要是使地球南北極和赤道的大氣環流作經向流動,從而造成惡劣天氣,使氣候轉冷。嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。

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  6. 太陽黑子是太陽光球上的臨時現象,它們在可見光下呈現比周圍區域黑暗的斑點。它們是由高密度的磁性活動抑制了對流的激烈活動造成的,在表面形成溫度降低的區域。雖然它們的溫度仍然大約有3000-4500K ,但是與周圍5,780K的物質對比之下,使它們清楚的顯視為黑點,因為黑體(光球非常近似於黑體)的熱強度(I)與溫度(T)的四次方成正比。如果將黑子與周圍的光球隔離開來,黑子會比一個電弧更為明亮。當它們在太陽表面橫越移動時,會膨脹和收縮,直徑可以達到80,000公里,因此在地球上不用望遠鏡也可以直接看見 [1]。

    激烈的磁場活動顯示,太陽黑子會導致次一級的活動,像是冕圈和再聯結事件。大多數的閃焰和日冕物質拋射都起源於可見到黑子群存在的磁場活動區域。相似的現象也在一些有著星斑的恆星上被直接觀測到[2]。

    太陽黑子很少單獨活動,常是成群出現。黑子的活動周期為11.2年,活躍時會對地球的磁場產生影響,主要是使地球南北極和赤道的大氣環流作經向流動,從而造成惡劣天氣,使氣候轉冷。嚴重時會對各類電子產品和電器造成損害。
    引用自:http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E9%BB%91%E5%AD%90

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  7. 地磁场,即把地球視為一個磁偶極子(magnetic dipole),其中一極位在地理北極附近,另一極位在地理南極附近,这两極所产生的球体磁场即为地磁场。通過這兩個磁極的假想直線(磁軸)與地球的自轉軸大約成11.3度的傾斜。地磁場的成因或許可以由發電機原理解釋。地球的磁場向太空伸出數萬公里形成地球磁圈
    引用自:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%A3%81

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  8. 地磁场,即把地球視為一個磁偶極子(magnetic dipole),其中一極位在地理北極附近,另一極位在地理南極附近,这两極所产生的球体磁场即为地磁场。通過這兩個磁極的假想直線(磁軸)與地球的自轉軸大約成11.3度的傾斜。地磁場的成因或許可以由發電機原理解釋。地球的磁場向太空伸出數萬公里形成地球磁圈(magnetosphere)。
    地球的磁北極實際上是磁場的指南極,它會吸引構成羅盤指針的磁鐵的指北極。這個已成慣例的錯誤稱呼已經是難以改變了。注意圖上象徵地球的磁鐵的北極實際上是指向地理南極的。目前磁北極在加拿大境內,距離地理北極大約1000公里。

    磁極的位置並不是固定的,每年會移動數英哩。磁北極目前約以平均每年40公里向地理北極接近。兩個磁極的移動彼此之間是獨立的,而兩個磁極也不會正好在地球球體的兩端,也就是說,磁軸不會通過地球正中心。目前磁南極到地理南極的距離比磁北極到地理北極的距離遠。

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  9. 太陽黑子的本影、半影及米粒組織

    太陽黑子是光球層的現象,黑子區域的溫度比光球層上其他區域低,與其他太陽表面對比較冷故呈黑色。一個典型的太陽黑子由一個中央部分黑暗的本影及圍繞在周圍較不暗的半影組成,本影區的溫度在絕對溫度4000度以上,半影則為5500度。黑子大小不一,最大者可達地球直徑的兩倍。
    黑子的磁場

    黑子與太陽磁場的分佈有關。 黑子處的磁場約為太陽表面平均磁場的數百倍。 本影磁場強度可能介於一千至四千高斯之間,比地球上的磁場強度高上一萬倍。通常由兩個具有相反磁極的黑子組成,其中一個表現得如北磁極,另一個則表現得如南磁極。大部分黑子群的壽命可以持續兩個星期。

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    1. well done. \(^-^) /如果能註明引用網址會更好.

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  10. 什麼是地磁?

    在遠古時代,人類便知道某些物質會永遠指著一個方向,古代的中國人更以此發明了指南針(古稱司南)。這些物質之所以會指著一個方向,是因為它們帶有磁性,同時由於地球被一股磁場包圍,所以無論這些東西轉到什麼方向,都會自動返回與地球磁場相同的方向。而包圍著地球的磁場,便是地磁。
    地磁是怎樣產生的?

    地球的磁場由不同來源產生的磁場疊加而成,當中超過九成是由地球核心內導電物質的運動所致(稱為主磁場),其他較重要的來源包括大氣電離層中的電流,以及地殼中的電流。另外,山脈、礦物、斷層、火車、飛機和電纜等亦會造成區域異常。
    地磁對人類和其他生物有什麼影響?

    太陽不斷向外釋放高能量帶電粒子(稱為太陽風),如果直接吹襲地球表面會對人類及其他生物造成損害,幸而地磁將大部份粒子阻隔在地球之外,保護生命免受太陽風的威脅。此外,有些動物(例如海龜和候鳥)亦依賴地磁導航。
    地磁有什麼應用?

    地磁的發現以至指南針的發明令人類實現了遠洋航行,以至開展了大航海時代,對貿易、戰爭、文化交流等帶來重大影響。

    時至今日,指南針和羅盤依然是遠足、觀星、航空、航海等活動的必備工具。

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    1. well done. \(^-^) /如果能註明引用網址會更好.

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  11. 現在對太陽黑子的研究,正處於觀察結果,隨著研究發展,人們將能夠進一步的了解並解決太陽黑子帶給人類的影響,且基於這一點而更好的了解整個宇宙,人類在從整個宇宙系統上來看是極其脆弱的,一次宇宙中司空見慣的小爆炸就有可能導致整個人類滅亡,也正因此,科學家對宇宙的探索和研究是至關重要的,我們只有在不斷的探索中讓自己堅強起來,有能力也去保護我們的地球。



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    對地球而言,太陽的自轉週期是27天。如果太陽上一個局部區域的活動持續27天以上,而這種活動又能在地球上產生影響,那麼隨著太陽的自轉,地球物理現象就有27天重現性,在太陽活動比較弱的年份,這種重現性更明顯。例如地磁活動就有這種重現性。
      極光是太陽風中的帶電粒子到達地球後,經過複雜的電動力學和磁流體力學過程進入離地面100~350公里的高空,與大氣相互作用而形成。出現極光最頻繁的地帶是所謂極光帶,在中等磁擾情況下,極光出現在磁緯70°附近。在地磁擾動強烈時,極光出現的位置向低緯方向移動;磁暴消失後,才恢復到原來緯度。太陽活動比較強的年份,極光出現的頻次多,這種頻次的多少,呈現大約以11年為周期的規律。
      在極蓋區,太陽上出現大耀斑後的幾小時到一天多的時間內,離地面50~90公里高度範圍內的大氣成分被太陽耀斑發出的20~50兆電子伏的質子電離。這時自地球外進入地球大氣層內的高頻(約1~50兆赫)無線電波(即宇宙射電噪聲),大部分會被這層大氣強烈吸收,到達地面時的強度大大減弱,這就是極蓋吸收事件。在這種事件出現期間,極區的無線電通信和經過極區的電路的通信會受到影響,可能通信中斷。
      地面上接收到的銀河宇宙線強度與太陽活動有密切關係。在太陽活動極大年份,地面上能接收到能量在1011電子伏以下強度較低的銀河宇宙線;但在太陽活動極小年份,接收到的銀河宇宙線強度反而較大,可以大到極大年的兩倍。因此,地面上能接收到的銀河宇宙線的強度也呈11年的變化。產生這種現象的原因,是行星際空間的介質狀況受到太陽活​​動強弱變化的影響。
      太陽活動的強弱,通過太陽遠紫外線的加熱作用,對高層大氣的密度也有明顯的效應。例如在700公里的高空,1958年(太陽活動極大年)白天大氣的密度是1963年(太陽活動極小年附近)的40多倍,即使在同一年內,黑子較多的時候高層大氣的密度也比黑子較少的時候大。太陽紫外線強度有11年變化和27天變化,高層大氣的密度除有11年變化外也有27天變化。
    引用自:http://baike.baidu.com/view/324788.htm

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  12. 太陽黑子活動:
    太陽活動是太陽發射出的太陽輻射在總量上的變化。它們的組成有週期性的變化,主要是11年的太陽週期(或是太陽黑子週期),並且有非週期的波動。在最近的數十年中,太陽活動經由人造衛星的觀測,已可經由一些前期的現象提前預測。氣候科學家最有興趣了解,若有的話,太陽活動的變化在地球上造成的影響。太陽活動對地球的影響被稱為"太陽驅動力"。

    在衛星時代來臨前,總體太陽輻照度(TSI)的變動,雖然只是在紫外線的波長上有百分之幾的差異,但始終都在檢定的門檻之下。現在對總太陽輸出的測量變化(涵蓋最後這三個11年的太陽黑子週期)只有0.1%的差異[1][2]或是在11年黑子周期期間的峰頂對谷底大約是1.3 W/m²,而在地球大氣層上層表面接收到各式各樣太陽輻射的平均值為1,366W/ m²(每平方米1,366瓦)[3]。沒有對較長期變異直接測量的代理測量變通的不同度量,以最近的結果建議在過去2,000年間的變動大約在0.1%[4],雖然其他來源的資料建議從1675年起的太陽輻照度增量為0.2% [5]。太陽變異和火山作用的組合可能是造成一些氣候變化的起因,像是蒙德極小期。

    對2006年現有文獻的回顧,刊登在自然,確定自1970年代中期太陽亮度沒有淨增值,並且在過去400年中太陽輸出能量的變化不太可能造成全球性變暖的主要部份變化[6]。 然而,同一份報告的作者也警告說:"除了太陽的亮度之外,來自宇宙射線和紫外線輻射對氣候更微妙的影響不可能被排除。他們也補充說,因為物理模形認為這樣的作用不足以開發,使得這些影響尚未能被證實" [7]。
    引用自:
    http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%A4%AA%E9%98%B3%E6%B4%BB%E5%8A%A8

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  13. 班級:515
    組別:第2組
    報告主題:太陽黑子對地球磁場的影響
    報告內容:
    太陽黑子週期有十一年和二十七天的變化,表面溫度高達4500度,當太陽黑子活動很活躍時,會對地球造成嚴重影響。例如:太陽黑子會影響地球的磁場,造成手機打不通、收音機有雜音、網路當掉等問題。嚴重的紫外線,也會提高我們得皮膚癌的機率,所以在太陽黑子較活躍的季節,盡量不要出門,如果不得已,請務必要擦上防曬油,才不會讓我們可憐的皮膚受苦!在地磁擾動強烈時,極光出現的位置向低緯方向移動;磁暴消失後,才恢復到原來緯度。太陽活動比較強
    的年份,極光出現的次數多,這種次數的多少,呈現大約以11年為周期的規律。經過這次專題報告後,使我們更瞭解地球磁場和太陽黑子的關係,原來地球就是一個大磁鐵,而我們正住在這個磁鐵裡呢!

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