Starrix 星匯點 – 太陽風對地球的影響 Solar Wind

太陽風對地球的影響 Solar Wind

6 月 13, 2015 Einstein 天文資料庫, 專題文章在〈太陽風對地球的影響 Solar Wind〉中留言功能已關閉

太陽風暴本身對人體並不會造成嚴重影響，因此我們不需要太擔心在太陽活躍期時曬太陽，而且在太陽風暴出現期間我們會更輕易的看到極光，但對於人造衛星、城市基建等卻會造成相當大的問題。

當太陽風爆發時，會輻射出X射線、紫外線、可見光及高能量的質子和電子束。其中X射線、紫外線、可見光等電磁波只需8分鐘就會到達地球，是最先影響我們的東西，而其他高能量物質如高能帶電粒子則會在數小數至數天的時間分別到達地球，而保護我們免受這些高能量粒子侵襲的，就是地球的磁場和大氣層。

上圖：地球磁場被太陽風暴壓迫 (按上圖可放大)

當地球受到太陽風暴吹襲，地球面向太陽一面的磁場會被壓得扁一點，而背陽面之地球磁場的磁場線，則被拖拉成尾巴狀，稱之為磁尾。地球的磁場就好像一層保護屏，將對地球生物有害的物質隔絕，地球的磁場能有效阻擋99%的太陽風，使其無法進入地球。但由於太陽風能量的作用，太陽風或日冕拋射物質的高速帶電粒子會繞到磁尾進入夜側的地球磁層，並沿著磁力線進入高緯度地區的電離層，使地球磁場線會像一條條橡膠帶一樣繃緊，然後它們會突然斷開，彈回地球，再重新相連，而當中釋出的能量就會在兩極形成極光。

而臭氧層會隔絕紫外線，電離層、平流層等大氣層也會幫忙吸收宇宙射線，並將來自太空的小碎片燃燒成流星，避免地面生物遭受隕石撞擊。但是即使只有1%的太陽風進入地球，已足以對我們造成嚴重影響。

(上圖) 太陽風對地球的影響

隨著人類的科技愈來愈進步，太陽風暴對我們的影響也愈來愈顯著。從1957年人類發射第一顆人造衛星開始，至今天我們的生活已高度依賴它。由通訊、氣象、軍事、導航、科研等都需要人造衛星的幫助，當太陽風暴爆發時，高能帶電粒子會與保護地球的磁層發生強烈交互作用對包含電力、通訊、航空、衛星等多方面的設施造成破壞性的衝擊。高能粒子會穿過人造衛星，對衛星造成破壞，嚴重的更會令衛星偏離軌道，甚至失去動力，最終跌回地面。

由於地球磁場因太陽風的衝擊，會引發地磁暴，地球磁場在短時間內出現了劇烈變化，於是在地殼產生大量感生電流(Induced Current)，同時產生高熱，感生電流會令輸電網電流失衝，令輸電設施因高熱燒毀，而其他基建亦可能因高熱而出現故障，一些重要的設施如輸油管、醫療設施等更是高危。在一九八九年三月，加拿大魁北克省就曾因太陽風暴而發生大停電的事件，六百萬居民在沒有電的狀況下度過了九小時。

太陽風暴亦會令地球的電場產生不穩，帶電粒子密度增加會付電場分報出現不穩定，令依靠電磁波通訊的裝置無法使用，2000年6月太陽風暴就曾令短波通訊中斷20小時

編寫：蔣善恆

本文首次發表於本會會訊：2011年3月號