空间天气——那些神奇事件的幕后导演
30.11.2015 11:48
本文来源: 气象
天气那些事儿里有个叫做“空间天气”。气象控带你来了解一下。
电离层闪烁——让手机定位中断的元凶
相信不少人都有这样的体验：独自跑步，享受着运动的快乐，高高兴兴回到家，掏出手机看看运动记录，却发现路线漂移，数据不准，没法晒了，瞬间觉得今天白跑了，恨不得马上换掉手机！
等等，手机很可能是无辜的， 因为有个空间天气事件，它就是电离层闪烁。
电离层闪烁时，地球就像被罩在一个大泡泡里
我们使用手机GPS借助卫星完成定位，从地面到卫星所处的高空，中间间隔着一个区域，在这里，大气受太阳高能辐射和宇宙射线的作用发生电离，从距地面60千米到1000千米的区域都可算作是电离层。无线电信号可以在电离层里发生折射、反射和散射，我们的通讯系统就是在这个基础上建立起来的。本来电离层和我们相处得很愉快，可是太阳这位中年老男人时不时的发点“脾气”、闹个“别扭”，这时候，电离层里面的电子被太阳“吓得”到处乱窜，一下子扎堆儿的“躲在”一起，下一秒又“四散奔逃”，电离层也变得坑坑洼洼，有时还出现许多“泡泡”。无线电信号在这样一个不均匀的电离层中传播，就出现了方向的偏移以及强度的衰减。而GPS信号穿过“泡泡”时，信号会剧烈抖动，GPS导航精度受影响，甚至干脆罢工，这就是传说中的的“电离层闪烁”。
一旦在我们慢跑过程中遇到这种情况，手机的GPS定位往往会出现偏差，这种偏差从几米到几十米不等，在地图上看起来忽左忽右，与期待中那完美的路线相差甚远。如果电离层闪烁较严重，手机还可能找不到卫星，或者在定位过程中断开一段时间，造成运动软件数据记录的跳动，手机对位置的显示很可能直接从西直门蹦到王府井。
宇宙辐射——坐一次飞机相当于给牙照一次x光
严格意义上说，宇宙中处处都有辐射，所以宇宙辐射在地面也是有的，只不过随着高度的下降，地面上的辐射量对人们已经没有影响。但是这样就产生了一个问题，坐飞机到达高空会不会遭受过量的辐射？答案是否定的，因为大家谁也没有因为常常坐飞机长出犄角、尾巴什么的。不过这里面还真是有需要我们注意的地方。
美国的托尼?菲利普斯通过实验获得了飞行高度与辐射量之间的关系曲线，总结起来一句话，飞得越高，时间越长，所受的辐射越多。
飞得高、飞得远、飞的靠近极圈，辐射越高
首先，对于身处核电站、医院放射科等存在辐射暴露风险的人群，每年的辐射剂量低于20毫西弗都是安全的，坐飞机时人们平均受到的辐射量为0.03毫西弗每10小时，通过计算我们发现，要达到辐射计量安全界线的20毫西弗大概需要乘坐飞机6666小时，一年365天，一刻不停的在飞机上度过，也才不过8760个小时，一般人更是远远低于辐射量的安全线喽！！不过事情没这么简单，托尼的实验表明，当高度达到一万米时，辐射量是地面时的200~300倍，而在8000米左右的高度辐射量就比前者少了很多，只有100多倍。跨极区飞行所受辐射量则要大得多，所以很多航空公司将空乘人员每年的飞行量限制在850小时以内，远远小于我们计算的6666小时，比如中国到美国的航线就需要穿过极区，一次飞行的辐射剂量差不多相当于一次牙医X射线拍照。所以，经常乘坐飞机出行，尤其是跨极区长距离飞行的朋友，工作时也不要太拼哟！多给自己放个假吧。
极光——太阳冲地球打了一个“喷嚏”
极光，在北欧、北美等地不少民族都有关于它的传说，只是他们的神话没有中国来的传神。挪威西海岸以及芬兰不少地区将极光视作挥舞着白手套跳舞的老奶奶；北美印第安人则认为极光是一位故去的国王在与他的后代子民联络，这个很契合极光的气场，不过这位国王的后代一定经常失眠；西伯利亚的印第安民族更是相信极光可以帮助妇女度过分娩这一重要时刻。
其实，极光很美、很灵动、很值得亲临现场去看，但是，引发极光的本质是太阳，对！还是这位老帅哥，是他冲着地球打了一个“喷嚏”，然后就有极光了。当太阳向外喷射的高速太阳风吹临地球，由于地球磁场的作用，太阳风裹挟的高速带电粒子顺着地球磁力线到达两极地区，大量的带电粒子一起喊着“给你们力量”，一股脑的撞向大气层中的分子和原子，它们真的就得到了“力量”，“手拉手的跳起舞来”。
在山洞里向外望去，一幅神奇的画面，传说就这样诞生了！
地磁暴——对电力系统的破坏是摧毁性的
地磁暴，名字给人一种莫名其妙的感觉，其实就是地球磁场发生大的波动就叫做地磁暴了。虽然地磁暴对人的身体没有直接影响，但是对很多借助地球磁场导航的动物就意味着是一场灾难了。
就拿发生在2015年10月8日的等级达到大地磁暴的空间天气事件来说，一天之内，造成东北地区多家信鸽俱乐部几千只信鸽迷航未归；对于人类生产、生活非常重要的电力系统，地磁暴也可对其造成摧毁性的破坏，长距离输电线由于电磁感应会产生电流，当地磁暴发生时，这种电流的电压会达到上万伏特，1989年3月加拿大魁北克省曾全省停电9小时，枢纽电站变电系统严重烧毁，经济损失要以来亿计算，这起事故也是由地磁暴亲自“出演”的。
日冕物质抛射——威力惊人的“太阳海啸”
有了好演员，怎么能少好导演！不会又是他吧，不错！！这位导演就是实力与脾气并举的——太阳，他拥有一个大杀器——日冕物质抛射，简称CME，这对于地球可是重量级的一击，如果说前面的太阳活动是打喷嚏吹吹风，那么CME可就有实实在在的“液体”喷了过来，上亿吨的等离子体以及日冕磁场被太阳抛出，并且是以每秒几百甚至几千公里的超高速冲向地球。
“太阳海啸”模拟图，NASA出品
所以CME也有“太阳海啸”的外号，可见威力之大。这些由电子和质子组成的等离子以几百甚至几千公里每秒的速度，一旦正中地球，后果很严重。
除了引发地磁暴外，CME还能引发电离层暴，可以瞬间使短波通讯瘫痪；对于卫星和航天器来说，太阳带来的大量极高能电子还可能让航天设备永久无法工作，变成废铁，造成巨大的经济损失。所以，在我国的航天气象保障服务中，空间天气保障也是必不可少的重要一环!
责任编辑：Z12
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30.11.2015 11:48
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[ 编辑：贾淼 ]
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