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同70万千米的太阳半径相比,光球和色球都非常薄,但日冕一直向星际空间延伸。太阳大气不断释放高速带电粒子流,这种带电粒子流被称为太阳风。正常情况下,地球的磁场能够阻挡太阳风,使地球免受太阳风的危害。
太阳大气的变化称为太阳活动。太阳活动现象较多,主要有太阳黑子、太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射等,它们之间常有密切的联系。太阳黑子的多少和大小,可以作为太阳活动强弱的标志。太阳耀斑、日珥、日冕物质抛射等是剧烈的太阳活动现象。
问题来了,太阳风和太阳活动分开阐述了,而且太阳活动的举例没有强调太阳风!按照老教材,两者是包含关系,即太阳风属于太阳活动的某一类型。但是,现在分开阐述就很困惑了,两者应该是个什么关系?
颜毅华(2021):所谓太阳活动,是指发生于太阳大气中的各种扰动现象,包括太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥、日冕物质抛射以及射电爆发等,尤其以耀斑和日冕物质抛射最为显著。太阳活动主要表现为太阳耀斑、高能粒子、日冕物质抛射、太阳表面与内部流动、日震学等,并具有周期性特点。太阳活动基本物理过程包括太阳活动整体行为、耀斑高能辐射、射电辐射及其动力学过程、日冕物质抛射的形态特性及物理机制、日冕物质抛射和激波的光谱-射电综合研究、磁场重联的基本物理过程及等离子体不稳定性、太阳大气爆发过程的理论和数值模拟等研究方向。
嗯......他列举的太阳活动类型就更多了,但就是不包括太阳风。我们还是查查太阳风的研究起源和成因吧。
1958年,美国天文学家帕克将太阳辐射出的带电或不带电的粒子流,称为“太阳风”。80年代末,在太阳风研究领域Tu(1998)创建了“类WKB湍流理论”,提出太阳风加热的能源来自湍流串级能量,统一了对于阿尔芬脉动的波动描述与湍流描述之间的矛盾,解释了Helios飞船观测到的太阳风非绝热膨胀的现象,揭示了太阳风中阿尔芬脉动的本质,促进了国际学术界对太阳风湍流传输理论的研究.后期提出阿尔芬波扫频耗散对太阳风源区的加热机制,成为太阳风起源波动供能的主流模型之一(Tu和Marsch,1997)。Wang等人(2012)再次梳理了“太阳风暴”研究的历史渊源,指出太阳风暴的本质为“太阳电磁风暴”。
太阳风起源于太阳向外膨胀的日冕,包含具有不同的特性快慢两种太阳风。不同类型太阳风的加速及加热问题一直以来都是日地物理的基本问题之一。Tu等(2005)分析了SOHO飞船对冕洞的光球磁场、过渡区光谱成像的观测资料,发现太阳风起源于日冕漏斗状的开放磁结构,物质和能量来源于对流驱动的磁重联。高温高速的太阳风流经常伴随着强湍动/强波动,湍动被认为是太阳风加热加速的重要能量来源。太阳风湍动中也存在间歇性的结构,包括旋转间断面、切向间断面以及其他类型的间断面,对湍动功率谱的各向异性的形成至关重要。基于对湍动可能出现的磁场螺度谱的预测,He等(2012)将磁螺度谱在离子尺度分解为准垂直成分和准平行成分,通过理论模型,重现了二元成分并定量分析两种成分的能量占比,发现动力论阿尔芬波可占比80%,借此回答高速太阳风湍动在离子尺度的本质问题。对于慢速太阳风,可压缩湍动的朗道耗散、磁重联的慢激波对、背靠背旋转间断面都有利于质子的平行加热(傅绥燕等,2021)。
按照我的理解,太阳活动是太阳大气层里一切活动现象的总称,平均以11年为周期。太阳风是从太阳上层大气持续抛射的超声速等离子体带电粒子流。在不是太阳的情况下,这种带电粒子流也常称为“恒星风”(ZierOliver等,2021;Fogantini,2021)。换言之,太阳风每时每刻都会有,就像太阳辐射一样永不停歇。因此,太阳风跟太阳活动类型,还是有很大区别的。
[4]傅绥燕,徐寄遥,魏勇,刘立波,熊明,曹晋滨,宗秋刚,王赤,冯学尚,史全岐,师立勤,任丽文.探索中前行——中国空间物理研究70年[J].中国科学:地球科学,2019,49(10):1641-1658.