肾阴虚怎么治疗好得快:空间物理知识(一)

来源:百度文库 编辑:中财网 时间:2024/04/27 22:10:09
 

空间天气

千百年来,人们就知道,狂风暴雨、电闪雷鸣、洪涝、水旱,地球上这些恶劣的天气变化给人们的衣、食、住、行和生产活动带来灾难。地球20-30公里以上的高空,甚至千万公里的空间(或称太空),也存在恶劣的空间天气变化。例如,当太阳上高温、高超音速的物质喷发所形成的太阳风暴吹过地球,有时会使卫星失效、提前陨落、通信中断、导航、跟踪失误、电力系统损坏以及人的健康与生命带来严重危害,却是近2-30年来才逐步认识到的新事实。

我们现在知道,从太阳到地球这个日地空间环境与人类生存和发展息息相关。它由太阳大气、行星际介质、地球的磁层、电离层和中高层大气所构成。这个空间环境自1957年人造卫星上天,人类的航天、通信、导航以及军事活动等从地表扩展到成百、上千公里的空间,成为人类活动的重要场所;它的高高度、高真空、微重力、强辐射、高电导率等独特的环境条件既为人类发展提供丰富的资源,又为航天、通信、资源探测、军事等活动提供地面不可能有的便利;它阻止和吸收来自太阳的X射线、紫外线、高能带电粒子以及超音速的太阳风暴对地球人类的直接轰击,是人类生存的重要保护层。然而“水可载舟也可覆舟”,常常出现的恶劣空间天气变化也给人类的高科技活动带来如前所述的严重危害。太阳活动控制着它的喜怒哀乐。 

空间天气学是空间天气(状态或事件)的监测、研究、建模、预报、效应、信息的传输与处理、对人类活动的影响以及空间天气的开发利用和服务等方面的集成,是多种学科(太阳物理、空间物理、地球物理、大气物理、宇宙线物理、空间等离子体物理、磁流体力学、数值计算、图像处理等)与多种技术(信息技术、计算机技术、各种探测技术和成像技术、空间和地面技术系统与环境相互作用等)的高度综合与交叉。 

空间天气学的基本科学目标,是把太阳大气、行星际和地球的磁层、电离层和中高层大气作为一个有机系统,按空间灾害性天气事件过程的时序因果链关系配置空间、地面的监测体系,了解空间灾害性天气过程的变化规律。当前开展的主要科学课题涉及:太阳活动过程和物质输出结构研究;太阳风暴的形成、演化以及和地球的相互作用;地球空间系统的空间灾害性天气过程的因果链模式等方面。这些都是空间科学中面临巨大挑战的难题。

空间天气学的应用目标,就是减轻和避免空间灾害性天气对高科技技术系统所造成的昂贵损失,为航天、通信、导航、资源、电力、生态、医学、科研、宇航安全和国防等部门提供区域性和全球性的背景与时变的环境模式;为重要空间和地面活动提供空间天气预报、效应预测和决策依据;为效应分折和防护措施提供依据;为空间资源的开发、利用和人工控制空间天气探索可能途径,以及有关空间政策的制定,等等。

 

太阳风

什么叫太阳风?简单地说,就是太阳粒子辐射流,是太阳辐射的组成部分。在离地球大约64000 公里以外,也就是10倍于地球半径的地方,有一股超音速带电粒子流,又称" 等粒子" 流,它以每秒数百公里的速度飞向地球,不断冲击着地球外围环境,这就是太阳风。顾名思义,太阳风可以理解为太阳形成的" 风" ,只不过这个" 风" 不是" 吹" 的大气,而是带电粒子流,这个" 风速" 达到超音速。向着太阳一面的磁性层保护着地球,使其免受太阳风的正面袭击,同时还改变太阳风的方向,使之绕过地球。然而,在地球磁场的南极歧点上,太阳风可以侵入。当太阳风侵入南极歧点区时,它能使带电的太阳粒子辐射流近于垂直地向电离层以至中低层大气输送,使各层区产生能量、动量和质量耦合区域,形成许多重要物理现象。

 

磁层空间暴

包括磁层亚暴、磁暴和磁层粒子暴。

磁层亚暴是磁层中巨大能量存和突然释放的瞬变活动,大约每天发生3-4次,每次释放的能量大约相当于一次中等地震的能量,可引起极区地球空间环境的剧烈变化。连续发生的磁层亚暴与强磁暴有密切关系。

磁暴是全球地磁场的剧烈活动,可引起电磁层和高层大气的剧烈扰动,这对航天活动、通信、导航的定位精度有重要影响。

―磁层粒子暴是近地磁层中各类粒子爆发性事件,对航天活动有重要影响。

 

极光

极光,是发生在极地上空奇特而美丽的自然现象。从科学意义上讲,极光是从太阳表面发射出来的带电粒子流,从外层空间疾驰而来,猛烈地冲击着地球南极地区高空稀薄的大气层,将大气分子激发到高能级,发出了耀眼的可见光。打个比方,如果把地球空间看做一个电视显象管,地球磁性层尾部的中央比作电子枪,南极地区高层大气视作荧光屏,那么,极光就是这个荧光屏上的图像。极光出现的强弱取决于太阳强度以及太阳风离开太阳所携带的磁场的强度和方向。极光具有巨大的能量,可达到几千电子伏特。一般说来,极光易在67度的地磁纬度和110 公里高度附近出现。研究极光活动的目的,主要在于通过它来研究等离子体层中某些物理现象及其对通讯和卫星轨道的影响。这是因为,当带电粒子落入极光区时,极光区的带电粒子可进一步产生出一个电子浓度大大增强的薄层,引起地面发射机发出的高频无线电波发生异常。此外,极光区的粒子还加热大气的最高层,引起那里的局地大风。极光还能使热层(110 公里~300 公里)大气明显变暖,电子浓度增大,影响飞行高度低的极轨卫星轨道。