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精彩回顾 | 2023年南山博士论坛第487期:离实现太阳风暴的可预报还有多远?

10月29日,南山区科协邀请哈尔滨工业大学(深圳)教授江朝伟做客南山博士论坛,以《探秘太阳风暴》为题,从太阳风暴的探测、太阳风暴的起源与本质以及太阳风暴产生的原因等方面市民带来一场科学前沿的讲座。

 

  

 

太阳风暴对人类的影响:会造成一系列的灾害性现象

太阳风暴究竟是什么呢?它是太阳活动中的一种现象。江朝伟提到,从表面上看,太阳很平静,实际上用空间望远镜看太阳,它是非常活跃,有狂暴的爆发现象,比如我们熟悉的极光现象,来源就是太阳风暴对地球相互作用产生的影响,是太阳风暴最直观的印记。事实上不仅仅是产生极光这么简单。一个强大的太阳爆发吹袭地球会引起一系列的空间环境灾害,比如卫星失效、通讯中断、导航故障、电网瘫痪等。也就是说:太阳爆发实际上是引起空间天气灾害的源头!


太阳风暴:科学的前沿

在美国发布的《空间科学2014-2033发展路线图》中,将理解太阳爆发活动作为四大优先发展的科学目标之一。2021年10月14日,我国第一颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在太原卫星发射中心顺利升空,拉开了我国太阳空间探测的序幕。江朝伟介绍,理解太阳爆发机理、定量描述、预测太阳爆发过程是实现“空间天气及时准确预报”的基本前提。揭示太阳爆发的机制、建立爆发物理模型是空间物理研究的重点、前沿课题,也是极富挑战性的难点问题。


太阳风暴的发生频率与太阳的活跃程度密切相关

江朝伟介绍到,太阳风暴主要的表现形式有太阳耀斑、太阳黑子、日珥和日冕物质抛射等。它们共同的特点是持续时间短、释放的能量大,它们有时还会同时发生。太阳的活跃程度也是随时间变化的,风暴发生的频率和太阳周期性活动紧密相关!太阳活跃程度是由太阳黑子数来表征,如果太阳表面上黑子越多,说明这个时候太阳越活跃,越容易产生风暴,反过来如果黑子数越少就越不活跃,达到巅峰值的时候,后面就慢慢下降,是一个循环往复的周期性现象。


通过搭建数字模型预测太阳风暴

太阳风暴是日冕复杂磁系统发生不稳定、剧烈释放磁能的表现。复杂的冕环结构反映的是太阳大气日冕里非常复杂的磁场结构,前面提到太阳风暴的各种现象,本质上就是太阳磁场的爆发,包括太阳耀斑就是磁场能量从转化到热能辐射,日珥喷发就是磁能能量转换动能。江朝伟提到,目前研究团队要做的事情和努力的方向就是把空间天气或者太阳风暴的数字模式搭建起来,并最终应用在航天、科研或者经济发展各个方面。