最强太阳风暴导致全球变暖
吉林大学：杨学祥，杨冬红
问题的提出：太阳风导致全球变暖（以下是网友文章简介）
根据2020年4月15日发表于《物理学家组织》的一篇文章，威斯康星大学的物理学家发现了来自太阳风温度的异常。他们一边调取了卫星的监测数据，一边又通过现有理论进行计算，结果发现，太阳风到达地球时的实际温度是预测温度的10倍。
强烈的太阳风会破坏电力、通讯设施，会严重影响在轨卫星的运作，同时我国科学家杨学祥也指出，强烈的太阳风是全球变暖的重要推手。
太阳风为何会如此炽热？是什么未知能量在给予它源源不断的热量吗？它又为什么会推动全球变暖呢？
全球变暖的主要推手
一说起全球变暖，很多人第一时间想到的都是“二氧化碳含量”。其实还有一个很出名的现象也在导致全球变暖，那就是“臭氧空洞”。而我国科学家杨学祥就认为，造成臭氧空洞的主要推手是太阳风而非氟利昂。 早在1999年9月，他就发表了名为《太阳风地磁场·臭氧洞——臭氧空洞地球环境灾害成因探索》的论文来阐述自己的观点。我也在4月7日发表文章详细讲述了这一理论，有兴趣的朋友可以去看一下。这里我简单介绍下杨教授的观点。
他认为，南北两极臭氧层中的臭氧分子主要是被来自太阳风的高能粒子电离破坏。同时，强大的太阳风也会将两级的大气向“后”吹，进一步稀释该地的大气。每当两极进入极昼时，两极接受到的太阳风辐射会达到顶峰，臭氧空洞就会达到一年内的极值。
因此，这次研究中被证明的比原预测热10倍的太阳风可能会为杨教授这一理论提供新证据。因为对于粒子来说，“温度”仅仅意味着分子热运动的快慢，越“热”意味着粒子运动越快，能量越高。而太阳风粒子越“热”，就意味着对臭氧的破坏能力越强，产生的臭氧空洞越大。
这也就不难解释为何南北两极上空会出现面积巨大的臭氧空洞了。
此次研究给太阳风的研究打开了一扇新的大门，研究人员将会进行更多试验以确保结论的正确性。
https://www.163.com/dy/article/FB1JHGQO054305GQ.html
“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”
我们在1999年撰文提出，到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时，会大量破坏南极臭氧，随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”，使被地磁层和臭氧层阻隔的9%的太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢，这是赤道高空风产生的一个原因。
正X射线,γ射线和紫外线,大约占太阳辐射光谱总能量的9%.在80～400km高度范围的电离层,γ射线和X射线被N2和O2/O3所吸收,在15～55km高度的臭氧层,99%的紫外线被O3所吸收.即在地球磁层、大气层和臭氧层被破坏的时候,到达生物圈的太阳辐射能将增大9%,造成地表温度的大幅度波动.与此同时,到达地表的γ射线、X射线和过量紫外线将造成大规模的生物灭绝.这就是臭氧洞漏能效应.
http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW199910001191.htm
https://www.doc88.com/p-4317663607230.html
https://www.docin.com/p-344676587.html
2022年3月，两极地区同时异常增温只能用两极臭氧洞异常扩大和臭氧洞漏能效应来解释。
1998年20世纪最热纪录的条件：1997-1998年20世纪最强厄尔尼诺事件，1995-1997年月亮赤纬角最小值，1977-1998年之间没有发生8.5级以上特大地震，1998年南极臭氧洞面积排名第2，1997年北极出现臭氧洞。
2014年、2015年和2016年连续三年最热纪录的条件：2014-2016年连续三年最强厄尔尼诺事件，2014-2016年月亮赤纬角最小值，2013-2016年年之间没有发生8.5级以上特大地震，2015年南极臭氧洞面积排名第4。
2022年3月19日地球两极正在经历异常的极端高温的条件：2020年9月南极出现臭氧洞（面积排序12位），2020年3月北极出现最大臭氧洞。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1331721.html
最强太阳风暴导致全球变暖
光明日报北京2014年6月5日电（记者齐芳）日本科学家发现公元774～775年地球碳14含量发生了显著增长，其时正是中国唐朝时期。由中科院国家空间中心特聘研究员周大庄领衔的团队确定，强太阳粒子事件，也就是俗称的“太阳风暴”是引起当时碳14含量显著增长的主要原因。
如果这一结论正确，那么这将是已知的最强的太阳粒子事件——其质子通量大约45倍于1956年2月23日太阳粒子事件，也是1859年卡灵顿太阳粒子事件的2倍。
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2014/6/296109.shtm?id=296109
公元774年，来自太阳的高能光和极大加速的亚原子粒子的混合体撞击了地球，它改变了地球的大气化学性质，在数个世纪后都可以测量到。
公元774年，一股来自太空的强大物质和能量波冲击了地球。
一万年来，这个星球上从未有过这样的遭遇。高能光和加速巨大的亚原子粒子的混合物，当这能量波冲击地球时，它改变了我们的大气层化学组成结构，几个世纪后仍然能测量出来。
根据树木年轮中放射性碳-14的浓度检测，科学家们发现公元774到775年之间（从大约公元600年到公元1000年的隋唐时期是第三个温暖期），可能出现了过去11000年间最强烈的一次太阳耀斑爆发，是正常太阳活动水平的20倍。而公元993年到994年之间太阳风暴又卷土重来，只是这次没有公元774/775年狂暴（从大约公元600年到公元1000年的隋唐时期是第三个温暖期）。
根据公元前660年（从大约公元前770年到公元初的秦汉时期是第二个温暖期）、公元774/775年（从大约公元600年到公元1000年的隋唐时期是第三个温暖期）这两次超强太阳风暴的发生，我们是不是可以猜测大约1000年就可能爆发一次呢？如果真是如此的话，那么下一次可能已经逾期了，或许我们真的应该做一些准备了。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/59394835
我们的研究表明，这两次最强的太阳风暴是地球气候变暖的重要原因，处于太阳黑子延长极大期（（唐）大中极大期）；而在15-17世纪太阳黑子延长极小期，地球进入小冰期，没有最强超级太阳风暴发生。
中国气候变化的周期大约平均为1000年，如果最强超级太阳风暴1000年就爆发一次，那么下一次可能已经逾期了，或许我们真的应该做一些准备了。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1358185.html
地球温暖期发生在最强太阳风暴和太阳黑子延长极大期，小冰期发生在太阳黑子延长极小期，最近一万年全球气候变化的证据表明，最强太阳风暴和太阳黑子极大期是全球变暖的主要原因。
根据变化规律，下一次最强太阳风暴和太阳黑子极大期即将到来。
参考文献 (References)
杨冬红. 2009. 潮汐周期性及其在灾害预测中应用[D][博士论文].长春:吉林大学地球探测科学与技术学院.
Yang Dong-hong. 2009.Tidal Periodicity and its Application in Disasters Prediction[D]. [Ph. D.thesis]. Changchun：College of Geo-exploration Science and Technology, Jilin University.
杨学祥, 陈殿友. 地球差异旋转动力学, 长春：吉林大学出版社,1998。85-89
杨学祥, 陈殿友, 宋秀环. 太阳风、地球磁层与臭氧层空洞. 科学（ScientificAmerican 中文版）, 1999, （5）：58~59
杨学祥. 地磁层和大气层漏能效应. 中国学术期刊文摘, 1999, 5（9）：1170~1171
杨学祥, 陈殿友. 地磁场强度的轨道调制与自然灾害周期. 见：中国地球物理学会年刊2000. 武汉：中国地质大学出版社, 2000. 307
杨学祥, 陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震,2000,20（3）：39~48
Yang, Xuexiang, Chen Dianyou, Gao Yanwei, Su Hongliang and YangXiaoying, et al, Geophysical and Chemical Evidence in the Depletion of Ozone.J. Geosci. Res. NEAsia, 1999, 2 (2): 121~133
杨学祥. 臭氧洞与厄尔尼诺. 中国学术期刊文摘, 1999, 5（10）：1301~1303
杨学祥. 臭氧洞漏能效应及其形成原因. 见: 中国地球物理学会年刊1999, 合肥：安徽技术出版社, 1999, 191
杨学祥, 陈殿友. 地球流体运移动力与自然灾害. 同上, 326
陈殿友, 杨学祥, 宋秀环. 地球轨道效应与重大自然灾害周期. 同上, 256.*
杨学祥, 陈殿友. 地磁场强度的轨道调制与自然灾害周期. 见：中国地球物理学会年刊2000. 武汉：中国地质大学出版社, 2000. 307
杨学祥. 大气圈差异旋转及其对臭氧层的影响. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（2）：199~201
杨学祥. 大气氯粒子层的形成原因. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（3）：370~371
杨学祥. 太阳活动驱动气候变化的证据. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（5）：615~617
杨学祥,张启文,陈震.预测中国巨灾的综合效应 . 见：中国地球物理学会编, 中国地球物理2003.南京：南京师范大学出版社,2003.358.Yang Xxuexiang, Zhang Qiwen, Chen Zhen. Integrating Effect for Chinese Greatest Disaster Forecast. In: the Chinese Geophysical Society, Annual of the Chinese Geophysical Society 2003.Nanjing Normal University Press, 2003.358.
杨学祥. 预测重大灾害的天文学方法与能量放大器. 见：中国地球物理学会编, 中国地球物理学会年刊2001.昆明：云南科技出版社.327.Astronomical Methods for Prediction of Great Disasters and Amplifiers of Energy
相关报道
比预期热10倍，到达地球的太阳风异常炎热，或就是它导致全球变暖
2020-04-25 04:48:11 来源: 历史是个什么玩意儿
平时生活中大家都感受过，吹风机吹出的热风会随着距离的增大而变凉，而罐装防晒霜喷出的喷雾也凉飕飕的，这是气体或等离子会随着膨胀而冷却的直观案例。
太阳吹出的太阳风也不例外，按照“气体膨胀制冷”的原理，太阳风的温度应该会在星际空间中快速衰减，但是全新的研究结果表明，太阳风的温度衰减速度并没有预测的这么快。
根据2020年4月15日发表于《物理学家组织》的一篇文章，威斯康星大学的物理学家发现了来自太阳风温度的异常。他们一边调取了卫星的监测数据，一边又通过现有理论进行计算，结果发现，太阳风到达地球时的实际温度是预测温度的10倍。
强烈的太阳风会破坏电力、通讯设施，会严重影响在轨卫星的运作，同时我国科学家杨学祥也指出，强烈的太阳风是全球变暖的重要推手。
太阳风为何会如此炽热？是什么未知能量在给予它源源不断的热量吗？它又为什么会推动全球变暖呢？
被困的电子
太阳并非如很多人想的一样是由炽热的气体组成，而是一个由大量带正电的离子和带负电的电子组成的等离子熔融混合物。其中，质量较轻的是带负电的电子。
随着太阳的自转，其内部带电的熔融混合物也会随之旋转并由于转速的差异形成一个覆盖整个太阳的强大磁场，并会对其本身的等离子运动产生束缚。磁场会在距离太阳表面一定距离时急速衰减，若有高能粒子能达到这一高度，便可化身“太阳风”脱离太阳。由于质量的差异，电子的移动速度可达到离子的40倍，因此脱离太阳的往往都是带负电的电子。
原本正负电荷平衡的太阳会随着带负电的电子的脱离逐步呈现正电荷。磁铁中“异性相吸”大家都知道，在电荷中也是一样。带正电的太阳会给试图脱离太阳的负电电子一个额外的吸引力，使其更加难以逃离太阳而被吸引会太阳表面。这个过程中，会有一些电子因为碰撞偏离轨道，从而躲过“强磁场区域”，避免了被吸附到太阳表明的结局。
躲过强磁区域并不意味着它能逃离太阳，由于初始能量的不足，这些电子注定会在太阳磁场内来回弹动，从而形成了大量的被困电子。
这些被困电子在整个太阳风的降温中起到了至关重要的作用。
重现太阳风
为了更好地对太阳风进行研究，团队决定在地球上重现太阳的太阳风。
为此，他们创造了一个名为“大红球”的设备。这是一个直径3米宽的空心球，中间有一块强磁铁，周围环绕着各式的探针。操作时，研究员将氦气灌注其中并将其离子化，随后施加电流，电流创建的磁场与中央磁铁的磁场叠加，创造出了近乎于太阳一致的磁场。有了这个设备，科学家便能够通过内部探针进行观测。
不过在随后的实验中他们发现，单凭这个设备并不能满足他们的实验需求，因为这并没有很好地重现“被困电子”不断反弹的画面。因此，第二代设备——镜子机器诞生了。
镜子机器
为了保障试验效果，科学家们开发了名为“镜子机器”的设备，这是一个线性核聚变反应器，外形上看是一个两端收缩并开口的管子，上面布满磁场线圈，里面充满了等离子体。
当带电粒子随磁感线到达两端收口处时，由于磁感线收缩，形成了一个类似“镜子”的功能，一些到达此处的电子会被反弹回机器，形成被困电子。
就像太阳内部一样，总会有能够逃离磁场的电子，它们会随着设备外的磁感线流出，研究人员便可以观测这些电子的温度下降情况。
在镜子机器实验中，科学家们发现，那些脱离设备的高能电子会缓慢分享热能给那些被困电子。
根据实验得到的结果，科学家们建立了相应的数学模型，并依据新模型计算太阳风的温度下降趋势。结果表明，计算结果与太阳风温度观测结果十分吻合。这意味着在太阳风中，高能电子在远离太阳的过程中会缓慢地将自身能量分散给被困电子。
不过报告并没有提及能量是如何传递的。
全球变暖的主要推手
一说起全球变暖，很多人第一时间想到的都是“二氧化碳含量”。其实还有一个很出名的现象也在导致全球变暖，那就是“臭氧空洞”。
而我国科学家杨学祥就认为，造成臭氧空洞的主要推手是太阳风而
非氟利昂。早在1999年9月，他就发表了名为《太阳风地磁场·臭氧洞——臭氧空洞地球环境灾害成因探索》的论文来阐述自己的观点。我也在4月7日发表文章详细讲述了这一理论，有兴趣的朋友可以去看一下。这里我简单介绍下杨教授的观点。
他认为，南北两极臭氧层中的臭氧分子主要是被来自太阳风的高能粒子电离破坏。同时，强大的太阳风也会将两级的大气向“后”吹，进一步稀释该地的大气。每当两极进入极昼时，两极接受到的太阳风辐射会达到顶峰，臭氧空洞就会达到一年内的极值。
因此，这次研究中被证明的比原预测热10倍的太阳风可能会为杨教授这一理论提供新证据。因为对于粒子来说，“温度”仅仅意味着分子热运动的快慢，越“热”意味着粒子运动越快，能量越高。而太阳风粒子越“热”，就意味着对臭氧的破坏能力越强，产生的臭氧空洞越大。
这也就不难解释为何南北两极上空会出现面积巨大的臭氧空洞了。
此次研究给太阳风的研究打开了一扇新的大门，研究人员将会进行更多试验以确保结论的正确性。
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