太阳和地球的距离

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太阳和地球的距离]

地球与太阳的最大距离是1.521×108千米，约在每年七月初，最小距离是1.471×108千米，约在每年一月初。平均距离是1.496×108千米。人们把地球与太阳之间的距离作为一个天文单位，取其整数为1亿5千万千米。这段距离相当于地球直径的11700倍，乘时速1000千米的飞机要花17年才能到达太阳，发射每秒11.23千米的宇宙飞船也要经过150多天到达，太阳光照射到地球需要8分多钟。

太阳和地球的距离在天文学上称做“天文单位”，这是一个很重要的数字，很多天文数字都是以它为基础的。测量日地距离的方法有好几种，一种是利用金星凌日(即太阳、金星一地球刚好在一条直线上)；另一种方法是利用小行星测量日地距离。历史上就是用前一种方法测出地球到太阳的距离的，也是这样算出日地平均距离的，即从地球上发出一束雷达波，打到金星上面，再从金星上反射回来。利用这种方法测出的日地平均距离为149,597,870公里，大约为15,000万公里。

太阳通过热核聚变，靠燃烧集中于它核心处的大量氢气而发光，平均每秒钟要消耗掉600万吨氢气。就这样再燃烧50亿年以后，太阳将耗尽它的氢气储备，然后核区收缩，核反应将扩展发生到外部，那时它的温度可高达1亿多度，导致氦聚变的发生。以后太阳会极度膨胀，进入所谓"红巨星"阶段，它的光亮度将增至如今的100倍，并把靠它最近的行星如水星、金星吞噬掉，地球也会被"烤焦"，生命将无法继续生存。随着时间的推移，太阳会越来越快地耗尽它的全部核能燃料，步入风烛残年，随之塌缩成一颗黯淡的白矮星。在这种白矮星上，一块火柴盒大小的物质就可达1吨左右。白矮星没有核反应，它是恒星核反应结束以后留下的残骸，依靠收缩自己的体积来继续辐射出微弱的能量，最后，太阳将成为一个无光无热的"褐矮星"，消逝在茫茫的宇宙深处，结束它辉煌而平凡的一生。 当太阳消亡之时，地球早已经不复存在，那么人类怎么办呢？其实这完全不必担心。人类的文明史不过才5000年左右，科学技术水平已经发达到了现在这个地步。50亿年是5000年的100万倍，谁能想象那时的人类科学技术水平会发展到何种程度呢？也许到那时，进化了的人类通过星际航行，业已在遥远的银河系的另一处建起了自己美好的新家园。谁又能说这是不可能的事呢？

当太阳上黑子和耀斑增多时，发出的强烈射电会扰乱地球上空的电离层，使地面的无线电短波通讯受到影响，甚至会出现短暂的中断。

太阳大气抛出的带电粒子流，能使地球磁场受到扰动，产生“磁暴”现象，使磁针剧烈颤动，不能正确指示方向。

地球两极地区的夜空，常会看到淡绿色、红色。粉红色的光带或光弧，这叫做极光。极光是带电粒子流高速冲进那里的高空大气层，被地球磁场捕获，同稀薄大气相碰撞而产生的。 太阳活动对地球的影响太阳活动有时比较平静，有时比较剧烈；太阳有自转，太阳上的活动区有时对向地球，有时又背向地球；地球本身有自转又有公转，因此太阳活动对地球的影响是很复杂的，周期也是各种各样的，如日周期、27天周期、年周期、11年周期等等。这里主要谈耀斑和快速变化的黑子群对地球的影响，小活动造成的影响及平静太阳对地球产生的各种各样的影响就不涉及了。

耀斑及黑子对地球的电离层、磁场和极区有显著的地球物理效应。

地球大气层在太阳辐射的紫外线、X射线等作用下形成电离层，无线电通讯的无线电波就是靠电离层的反射向远距离传播的。当太阳活动剧烈，特别是耀斑爆发时，在向阳的半球，太阳射来的强X射线、紫外线等，使电离层D层变厚，造成靠D层反射的长波增强，而靠E






层、F层反射的短波却在穿过时被D层强烈吸收受到衰减甚至中断，如l970年11月5日长途台曾因此中断2小时；这被称为“电离层突然骚扰”。这些反应几乎与大耀斑的爆发同时出现，因为电磁波的传播速度就是光速，大约8分多钟即可由太阳到达地球表面，所以反应非常快。经过一段肘间以后耀斑产生的带电的高能粒子逐渐到达地球，它们受地球磁场的作用向地磁极两极运动，因而影响极区的电离层，造成高纬度地区的雷达和无线电通讯的骚扰，甚至中断。这被称为“极盖吸收”和“极光带吸收”，它的影响时间较长。

整个地球是一个大磁场。地球的北极是地磁场的磁南极，地球的南极是地磁场的磁北极。地极和磁极之间有大约11度的夹角，因此地球的周围充满了磁力线，不同的位臵有不同的地磁强度。平时地磁受多方面的影响，会有不同程度的扰动，而影响最大的就是磁暴现象。磁暴一般发生在太阳耀斑爆发后20－40小时，它是地磁场的强烈扰动，磁场强度可以变化很大。这时太阳风速往往增加，并且向太阳一面的磁层顶面可由距地心8－11个地球半径被压缩到5－7个地球半径，磁暴的发生对人类活动，特别对与地磁有关的工作都会受到影响。

在磁暴发生时，高纬度地区常常伴有极光出现。极光常常出现于纬度靠近地磁极地区25度－30度的上空，离地面100－300千米，它是大气中的彩色发光现象，形状不一（见课本前彩图）。常出现极光的区域称为极光区。由于来自太阳活动区的带电高能粒子流到达地球，并在磁场作用下奔向极区，使极区高层大气分子或原子激发或电离而产生光。当太阳活动剧烈时，极光出现的次数也增大。

太阳活动与地球上气候变化的关系也是比较明显的，据统计，地面降水量的变化，也有11年、22年等的周期，另外地球高层大气的变化也与太阳活动相关。地震、水文、气象等多方面的研究都说明了太阳活动对地球的影响，关于这方面的物理机制还在研究中。

大耀斑出现时射出的高能量质子，对航天活动有极大的破坏性。高能质子达到地球附近肘，特别是容易到达无辐射带保护的极区，会影响极区飞行；如遇卫星则对卫星上的仪器设备有破坏作用；太阳能电地在高能质子的轰击下，性能会严重衰退以至不能工作；如遇在飞船外工作的宇航员将危及生命。。



由以上种种影响可以看出，对太阳活动的预报有很大的必要。现在包括我国在内的许多国家，都已开展这方面的工作。通过预报可使有关部门，如：通信部门、航天部门等，及时采取措施减少太阳活动对这些部门工作的影响，也为准确地进行天气、气候、水文、地震等预报提供资料。

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