太阳黑子与地磁场变化「磁场翻转有什么影响」

今天带来太阳黑子与地磁场变化「磁场翻转有什么影响」，关于太阳黑子与地磁场变化「磁场翻转有什么影响」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

网友：我听说太阳极性的测试显示它的极性正在发生变化，并且地球也会发生相同的事情。请问你有关于这方面的任何信息吗？如果你有的话，请问这种现象会产生什么结果？

回答：太阳每11年经历一个太阳黑子的周期，即每11年，太阳黑子的数量会由小到大，再由大到小，进行循环往复。实际上，这一循环周期应该为22年，因为当太阳黑子的数量达到最小值时，太阳黑子的极性翻转了。一般来说，太阳黑子一般是成对的，一个有北极磁性，另一个有南极磁性。

在任何一个单循环中，在太阳的南或北半球上，北极磁性太阳黑子不在南极磁性太阳黑子的西边，就在它的东边。在下一个单循环中，它们俩的极性就翻转了。用确定黑子极性同样的方法，科学家可以通过观察磁极所在的部分太阳表面来确定太阳整体的极性。这体现了太阳磁场是随着太阳黑子的磁场极性的转变而转变的。

我们也知道地球的磁场在过去翻转过很多次。我们可以通过很多方法得知，如当海底火山在海床由中心向外喷发时，其岩浆中包含的铁元素（主要是磁铁矿）随着地磁场磁力线结晶。当海床运动、伸出断裂带时，我们就得到了一份很棒的地磁场历史，如同得到了一份记录地磁场极性的磁带。里断裂带最近的海床是最新的，离断裂带最远的是最古老的。如果你观察结晶的直线，你会发现与断裂带平行的结晶带都指向北方，然后某一时间突然都指向南方，再指回北方，等等等等。这便是地磁场经常翻转的明显证据。

这一切造成的结果，我并不确定。没有人真正理解为何地磁场会这样。我们只知道的是磁场是由地球深处内核外部的液体铁镍物质对流所产生的。那里非常深，以至于即便有大的反应活动，我们也没法辨别出来，除非通过地震的仔细检测，或者是地磁场翻转之类的事件才能发现。

地球磁场的主要部分主要在地核里组成。地核像发电机一样将热流和组合对流的能量转变为电力和磁场力。磁场向地核外延伸，穿过地幔，一直延伸到地表，到那里它大约是一个偶极子。偶极子的极与地球上的地理极点很接近。在赤道磁场上，地表磁场力强度为3.05×10^−5 T，2000年纪元磁偶极矩为7.79×10^22 Am2，每世纪下降近6%。地表里的对流运动是混乱的，磁极会有所漂移并周期性地改变运动路线。这会造成主要磁场的长期改变和不规律间隔的磁场逆转，平均几百万年会发生好几次。最近一次磁场逆转发生在大约七十万年前。

太阳有一个会在太阳表面发生变化的磁场。它的极场有1-2高斯（0.0001-0.0002T)，而太阳黑子的磁场通常是3000高斯(0.3 T)，太阳日珥的磁场是10-100高斯(0.001-0.01 T)

磁场也会随着时间和地点有所变化。准11年太阳周期是太阳黑子数量和大小变化最显著的时期。

太阳黑子在光球层上是可见的暗斑，对应了从太阳内部到表面的被抑制的对流热传输的磁场浓度。这样一来，太阳黑子会比周围光球层的温度稍微低一些，所以它们显现黑色。在典型的太阳活动极弱期，几乎看不见太阳黑子，偶尔完全看不见。那些可视的太阳黑子通常出现在太阳活动较强期。当太阳周期逐渐向弱期过渡时，太阳黑子会逐渐向太阳赤道靠近，这是一个被称为斯波勒定律的现象。最大的太阳黑子可以到达成千上万公里的距离。

一个11年的太阳黑子周期是半个22年巴布科克-莱顿发电机的周期，这相当于环形和极向太阳磁场之间能量的振荡交换。在太阳周期的最强期，外部极向偶极磁场的强度接近于它的动力周期的最小强度，而内部环形四极磁场的强度则接近于它的最大强度。这时候的发电机周期，在对流区内的浮力上升流通过光球层产生了环形磁场，产生了一对大致沿东西方向排列的太阳黑子，其磁极性相反。太阳黑子对的磁极交替着每一个太阳周期，这种现象被称为黑尔周期。

在太阳周期的下降阶段，能量从内部环形磁场转移到外部极向磁场，太阳黑子的数量和大小减少。在太阳活动周期极小期，环面场强度最小，太阳黑子相对较少，极向场强度最大。随着下一个11年太阳黑子周期的出现，差分旋转将磁能从极向场移回环形场，但磁能的极性与前一个周期相反。这个过程持续进行，在一个理想化的、简化的场景中，每一个11年的太阳黑子周期对应着太阳大尺度磁场的整体极性的变化。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. 郑佩瑜- Kristine Spekkens

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