1樓:中國科學院國家空間科學中心
太陽質子事件是太陽爆發活動產生的高能帶電粒子流,持續時間從幾十分鐘到幾天不等。大的太陽質子事件會產生較大的劑量,對載人航天是乙個嚴重威脅。與銀河宇宙線類似,在近地載人軌道上,受地磁遮蔽的影響,一般spe產生的輻射較小,劑量貢獻主要集中在極區附近,軌道傾角越高,受到的影響越大。
太陽質子事件有哪些危害?
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太陽質子事件是太陽風暴帶來的最具破壞性的空間天氣現象之一。質子事件發生時,地球周圍如同遭遇了一場的高能帶電粒子「暴雨」的襲擊,這些高能帶電粒子就如同高速飛行的子彈一般,能夠擊穿幾公釐厚的金屬,具有很強的破壞性。大量高能粒子的襲擊對衛星和其它空間飛行器來說可能就是一場災難;對於在空間執行任務的航天員來說,若遭遇到這樣的高能粒子流,他們的生命安全可能會受到威脅;對於穿越極區的航空乘客來說,若穿越時恰逢高能粒子流的沉降,他們的輻照劑量會增大,健康將受影響。
由於極區地磁場的磁力線是開放的,高能粒子流能夠沿著磁力線沉降到極蓋區上層大氣中,引發極蓋吸收事件。
什麼是太陽質子事件?
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太陽爆發釋放出大量高能帶電粒子(主要成分為質子)的現象。太陽質子事件的強度通常以地球靜止軌道衛星觀測到的大於10兆電子伏(mev)的質子單向通量來表徵。太陽風暴發生時會釋放出大量高能量的帶電粒子,它們最快十幾分鐘就可以到達地球,使地球周圍的高能帶電粒子數量增加數千倍,甚至上萬倍,由於質子佔了總粒子數的90%以上,因此把這種事件稱為太陽質子事件。
國際上目前廣泛採用的標準是美國空間天氣預報中心(swpc)制定的,即將地球同步軌道goes衛星探測到的能量大於10mev的質子通量超過10個/(釐公尺2·秒·球面度)的高能粒子增強事件稱為太陽質子事件。
太陽質子事件是怎樣形成的?
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從福布希首次確認太陽質子事件以來,經過近六十多年的研究和探索,人們逐步認識到質子事件主要與太陽耀斑和日冕物質拋射(cme)有關:對於耀斑在質子事件中所起的作用及質子的加速機制問題,還存在很多爭論;而cme對質子的加速,現在普遍認為是在日冕中或由cme引發的激波在行星際空間中完成的。質子事件產生的高能粒子其實就是各種元素的原子核(質子佔了總粒子數的90%以上,其次是α粒子,還有少量的碳、氧、鐵等各種重離子成份,有些重離子是不完全電離的,也帶有部分電子),宇宙萬物都是由這些粒子組成的,而一旦它們被加速到高能量,就變成了可怕的輻射粒子。
高能帶電粒子流經過加速,以每秒幾千、幾萬、甚至十幾萬千公尺的速度,最快十幾分鐘就可以到達地球。到達地球空間後轟擊磁層,並能突破地球磁場的重重防線,進入衛星軌道,甚至深入到電離層、大氣層和地表空間。通常隨著太陽活動水平的增加,高能粒子的爆發會更加頻繁。
5樓:匿名使用者
太陽質子事件的發生與太陽黑子關係密切,與太陽黑子一樣,太陽質子事件的發生頻率也存在11年變化週期。在乙個太陽活動週中,強質子事件發生10次左右,
中等質子事件發生30次左右,弱質子事件發生50次左右。太陽質子事件發生在太陽活動高年(黑子數較多的年份)較頻繁,在太陽活動峰年附近,每年可達10
多次;在太陽活動低谷年份則可能一次也沒有。但就每次事件而言,其發生的時間、事件的大小都是隨機的。
太陽質子事件的強度等級和警報級別是如何劃分的?
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對於太陽質子事件警報級別的劃定,通常以地球同步軌道衛星觀測到的太陽質子事件的峰值通量來表徵,質子通量單位是個/(釐公尺2·秒·球面度),簡稱為pfu (partical flux unit),表示探測器每秒、每球面度、每平方厘公尺上探測到的粒子數。太陽質子事件的峰值流量大於1000pfu為強質子事件,發紅色警報;峰值流量大於100pfu為中等質子事件,發橙色警報;峰值流量大於10pfu為弱質子事件,發黃色警報。
太陽粒子是什麼?它對人體有害嗎?詳細點,謝謝!!!
7樓:陳長涵
當太陽粒子爆發時,會發射出高強度的電磁輻射和高能帶電粒子流。由於這一帶電粒子流的主要成分是質子,所以,也叫做太陽質子事件。在太陽粒子爆發期間,電磁輻射和高能帶電粒子流是太陽平靜時的數十倍甚至數百倍。
它們以光速穿過星際空間,大約經過8.3分鐘即可到達地球,這是發生太陽粒子事件的最早可探測訊號。太陽發射的高能粒子流主要是質子和電子,其次是α粒子,原子序數大於2的粒子較少。
一般來說,小事件的質子成分變化較大,大事件的成分更趨於一致。在每個太陽週期中,大約有30~50次太陽粒子事件發生。
每次事件的強度和能譜是不相同的,能量較低的稱為非相對論事件,能量較高的稱為相對論事件。太陽質子事件會使地球磁層、電離層以及中性大氣的狀態發生不同程度的變化,引起廣泛的近地空間環境效應,從而對人類生存的環境產生一定的影響。主要表現在以下幾個方面:
1.地球電離層發生顯著改變。由於大量帶電粒子高速作用於地球電離層,可使電離層的通訊環境產生顯著改變,所有利用電離層反射電波的通訊手段,包括短波通訊等,都會受到嚴重影響。
另外,由於電離層環境的變化,需要穿透電離層而進行的通訊方式,如衛星的通訊訊號也會受到干擾,甚至中斷。
2.地球磁層產生磁暴。當足夠和持續的星際對流電場作用到地球磁層時,可以促使磁層-電離層系統產生磁暴現象。
磁暴強度因地而異,在極區最強。我國處於中低磁緯區,所受影響相對較小。
3.破壞臭氧層。強大的質子流衝擊到地球的臭氧層時,會分解臭氧層中的氮氣分子,形成氮氧化物。
這些氮氧化物可以存在幾週甚至幾個月之久,從而破壞高度為15~50公里的上層和溫層中9%的臭氧。
此外,太陽質子還能分解大氣層中的水分子,形成氫化物。這些氫化物可破壞高度為50~90公里的中間層70%的臭氧。不過,80%以上保護地球的臭氧存在於高度為15~35公里的中低層同溫層。
因此,太陽質子事件對臭氧層的總體破壞不是十分嚴重。
雖然太陽質子事件可產生上述種種環境效應,在一定程度上影響地球環境和人類活動,但對地面的人體影響並不顯著。這要感謝地球如此完美的構造:大氣層吸收了太陽爆發時產生的大部分紫外線和射線,保護我們不受損傷;地球磁層的磁場遮蔽了大量的高能帶電粒子,使我們免受輻射損傷。
即使某些特大太陽質子事件的高能質子可能穿過地磁遮蔽,進入大氣層,但這些質子在與大氣發生相互作用後,所以,也不會對地面人體造成輻射損傷。普通的民航客機通常飛行高度達不到地球電離層的高度,也不會飛過極地,所以,太陽粒子事件對乘組人員和乘客的安全與健康幾乎沒有影響,大家完全可以放心乘坐。
8樓:匿名使用者
2011-06-20 13:01 太陽粒子流是由於太陽磁場劇烈活動導致向太空中噴發的大量高速帶電粒子流,其主要成分是電子、質子以及氦核,其速度可高達數百萬公里/小時。
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