□ 夏 寒

解讀空間天氣網(wǎng)站

□ 夏 寒

空間天氣網(wǎng)站

（www.spaceweather.com)

是關(guān)于日地空間環(huán)境的網(wǎng)站，這里發(fā)布最新關(guān)于太陽、地球，以及日地空間事件的新聞，展示關(guān)于太陽、太陽活動、地球狀況和日地空間環(huán)境的相關(guān)資料，關(guān)注太陽及日地空間環(huán)境的天文愛好者是這里的?？汀２贿^，網(wǎng)站介紹的各種資料具有一定的專業(yè)性，且是英文網(wǎng)站，對于非專業(yè)人士來說，看懂網(wǎng)站并不容易。為此，這里對該網(wǎng)站給予簡要介紹，介紹內(nèi)容主要包括太陽活動與地球磁場的相關(guān)信息。

01 太陽風(fēng)（Solar wind）

太陽高層大氣日冕中主要包含電子和質(zhì)子，它們具有極高的動能和溫度，可以擺脫太陽引力的作用，像風(fēng)一樣吹向行星際空間，稱為太陽風(fēng)。太陽風(fēng)物質(zhì)（等離子體）的溫度、密度及速度隨時間和太陽經(jīng)度不同而變化。太陽風(fēng)的速度一般在350～750Km/sec之間。

該網(wǎng)站首頁左側(cè)的日地空間資料，第一項便是太陽風(fēng)數(shù)據(jù)。這里只有兩個數(shù)據(jù)，一個是太陽風(fēng)速度（speed），另一個是質(zhì)子密度（density）。2014年4月23日0847UT的這兩個量的數(shù)值分別為：504.7km/sec，3.0 protons/cm3。如果你想查看數(shù)據(jù)來源，可以點擊單詞explanation，如果想查看更多數(shù)據(jù)，可以點擊more data。這里的數(shù)據(jù)來自位于拉格朗日點L1的高新化學(xué)組成探測器，由美國國家海洋和大氣管理局的空間環(huán)境中心發(fā)布。

02 X射線耀斑（X-ray Solar Flares）

太陽耀斑是短時間內(nèi)太陽大氣局部區(qū)域磁場能量的劇烈釋放，此時太陽耀斑區(qū)域的電磁輻射增強，也可能伴隨著發(fā)射出大量帶電粒子。太陽耀斑發(fā)生時，電磁輻射的增強往往涵蓋整個電磁波段，即射電波段、紅外波段、可見光波段、紫外波段、X射線、甚至γ射線。目前，太陽物理學(xué)家一般采用在1～8埃的X射線波段的輻射強度來區(qū)分耀斑的強弱，將耀斑分為四類，即B類（B-class）、C類（C-class）、M類（M-class）和X類（X-class）耀斑，具體分類標(biāo)準(zhǔn)見右表。其中，每一類又被分為9類，分別為X1至X9、M1至M9、C1至C9。

這里給出之前6個小時和之前24個小時最大X射線耀斑的具體種類和發(fā)生時間，如果想知道更多情況，可以點擊這里的explanation（解釋） 和 more data（更多數(shù)據(jù)）兩個按鈕。

類別1～8埃X射線輻射強度峰值（w / m2）B I＜1 0-6C 1 0-6≤I＜1 0-5M 1 0-5≤I＜1 0-4X I≥1 0-4

03 每日太陽光球圖片（Daily Sun）

空間天氣網(wǎng)站每天給出前一天的太陽光球照片，圖片來自空間望遠(yuǎn)鏡：太陽動力學(xué)天文臺（SDO）。因為太陽光球的主要活動特征是太陽黑子，所以這張圖片就是當(dāng)日太陽表面黑子群的多少和分布情況。圖下方一般還會對黑子情況給出簡短說明，例如：2014年4月22日，太陽光球上的黑子群AR2034、AR2035和AR2036的磁場特征為β-γ類型，預(yù)示著這里很可能爆發(fā)M級別的耀斑。AR2034、AR2035和AR2036是活動區(qū)或者黑子群的編號。

04 太陽黑子數(shù)（Sunspot number）

在太陽光球黑子圖片的下方，是太陽黑子數(shù)和太陽近幾年內(nèi)無黑子天數(shù)的情況介紹。太陽黑子是太陽活動的主要表現(xiàn)之一，觀測它最容易，對于巨大的黑子，無需用望遠(yuǎn)鏡。早在我國漢朝就有黑子的觀測記錄。但是，不同的人，使用不同的望遠(yuǎn)鏡觀測太陽，觀測到的太陽黑子數(shù)往往不同。假如，用口徑幾厘米的小望遠(yuǎn)鏡，在太陽表面可以觀測到幾個黑子，采用專業(yè)望遠(yuǎn)鏡則可能觀測到十幾個太陽黑子，而高級的空間太陽望遠(yuǎn)鏡，則會觀測到幾十個太陽黑子。

為了客觀反映太陽上黑子的多少，1848年，瑞士天文學(xué)家沃爾夫（Rudolph Wolf）提出了一個計算太陽黑子數(shù)的辦法，即R=k(10g+s），其中g(shù)是某觀測設(shè)備當(dāng)天觀測到的太陽上黑子群數(shù)，s為該設(shè)備觀測到的太陽上單個黑子的個數(shù)，k為不同地點、不同觀測者、不同觀測設(shè)備的換算因子，k值往往通過比較確定。由此公式計算出的R值稱為黑子沃爾夫數(shù)，或黑子相對數(shù)。它是不依賴于觀測地點、觀測設(shè)備和觀測者的客觀值。該值越大表示太陽活動水平越高。左圖顯示：2014年4月22日，太陽黑子數(shù)為136。

空間天氣網(wǎng)站發(fā)布的太陽黑子數(shù)是美國海洋和大氣管理局空間環(huán)境中心計算得出的，被稱為波爾多太陽黑子數(shù)（Boulder Sunspot Number）。

隨后介紹自2009年到目前太陽表面不存在黑子的天數(shù)，自2014年元月1日到目前，太陽表面不存在黑子的天數(shù)為零，即每天太陽表面都有黑子。2009年一年中有260天表面無黑子，占總天數(shù)的71%，說明2009年太陽活動水平非常低。

05 太陽射電輻射情況（The Radio Sun)

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，太陽在10.7厘米波長處的射電輻射，同太陽表面黑子數(shù)相關(guān)性很強。也就是說，太陽射電的10厘米（通常將10.7厘米說成10厘米）輻射流量也是反映太陽活動強弱的指標(biāo)。由于測量太陽射電輻射簡單易行，因此在許多場合采用10厘米太陽射電輻射表示太陽活動的強弱。上圖中表示：2014年4月23日，10厘米太陽射電輻射流量值為145 sfu（ sfu solar flux unit，太陽射電輻射流量單位）。

06 目前可能發(fā)生極光現(xiàn)象的橢圓形區(qū)域（Current Auroral Oval)

這里給出地球北極和南極地區(qū)可能發(fā)生極光現(xiàn)象的橢圓形區(qū)域圖。這里共有四個圖片，點擊不同按鈕（Europe歐洲，USA美國，New Zealand新西蘭，Antarctica南極洲）可以轉(zhuǎn)向不同圖片，四個圖片中分別包括北極-美國、北極-歐洲、南極-新西蘭、南極洲。從圖中可以看出在哪些地區(qū)可以觀測到極光現(xiàn)象。圖片由美國海洋和大氣管理局的POES衛(wèi)星提供。

07 行星的K指數(shù)（Planetary K-index）和行星際磁場（Interplanetary Mag. Field）

太陽風(fēng)將太陽物質(zhì)和磁云吹向行星際空間，地球同樣受到太陽風(fēng)的影響。當(dāng)太陽發(fā)生劇烈活動現(xiàn)象時，日冕物質(zhì)拋射和太陽風(fēng)高速物質(zhì)流對地球磁層產(chǎn)生劇烈作用。此時，地球磁場發(fā)生擾動現(xiàn)象。K指數(shù)（K-index）用來定量描述地球磁場水平分量的擾動程度，它的數(shù)值為0～9，K=1表示地球磁場處于寧靜狀態(tài)，K≥5預(yù)示著地球磁場處于劇烈的擾動狀態(tài)。官方公布的Kp指數(shù)（Kp index）是通過加權(quán)平均多個地磁觀測站的K指數(shù)（K-index）得出的。Kp指數(shù)越大，極光橢圓的范圍就越大，也就是極光向地球中低緯度地區(qū)延伸得越遠(yuǎn)。

太陽是一個具有磁場的恒星，由于太陽風(fēng)的作用，將太陽磁場帶到行星際空間，除了自身的磁場外，地球附近也存在來自太陽的行星際磁場?？臻g天氣網(wǎng)站給出了地球附近行星際磁場的兩個數(shù)值，單位nT為納特斯拉，一個是總磁場Btotal，一個是行星際磁場的Z分量Bz的大小和方向。Bz的方向指向北時，地球磁場處于穩(wěn)定狀態(tài)；Bz的方向指向南時，說明地球磁場處于擾動狀態(tài)，此時可能會有大范圍的極光發(fā)生。

08 太陽上的冕洞（Coronal Holes）

空間天氣網(wǎng)站每天為公眾提供一幅太陽日冕圖片，圖片來自美國宇航局（NASA）的太陽動力學(xué)天文臺（SDO），拍攝圖片的波段為紫外193埃，具體設(shè)備為太陽大氣成像裝置（AIA）。此圖片反映當(dāng)日的太陽日冕結(jié)構(gòu)，這里主要關(guān)注的是冕洞的情況，如有無冕洞？冕洞有幾個？冕洞有多大？

通過空間望遠(yuǎn)鏡，用遠(yuǎn)紫外波段的譜線或軟X射線的成像觀測，在獲得的全日面日冕圖片上，往往可以看到一些幾乎黑暗的區(qū)域，這些區(qū)域被稱為冕洞。一般來講，這里的電子密度很低，大尺度磁場向外是開放的，它們往往是高速太陽風(fēng)的源區(qū)。因此，冕洞的有無及冕洞的多寡往往與地磁擾動和極光現(xiàn)象關(guān)系密切。

09 地球北極附近的夜光云（Noctilucent Clouds）

空間天氣網(wǎng)站還提供一個北極及附近地區(qū)夜光云（Noctilucent Clouds）的圖片，圖片來自美國宇航局的空間飛行器“地球大氣中間層中冰的天體大氣學(xué)（The Aeronomy of Ice in the Mesosphere，AIM）”，圖片由美國科羅拉多大學(xué)大氣和空間物理實驗室根據(jù)觀測數(shù)據(jù)制作。夜光云是太陽落山后地球大氣呈現(xiàn)出的一種光學(xué)現(xiàn)象。

10 美國宇航局的空間天氣預(yù)報（Space Weather NOAA Forecasts）

美國宇航局提供的空間天氣預(yù)報主要包括兩方面的內(nèi)容，其一是關(guān)于X射線耀斑的預(yù)報，它當(dāng)日發(fā)布關(guān)于未來24小時和未來48小時M級和X級耀斑爆發(fā)的可能性，以百分?jǐn)?shù)表示發(fā)生幾率。

預(yù)報內(nèi)容之二是三種不同程度的地磁暴（Geomagnetic Storms）爆發(fā)的概率，預(yù)報未來24小時和48小時的情況，分為中緯度（Midlatitudes）和高緯度（High latitudes）兩種情形。地磁暴的三種不同類型分別為地磁活躍（Active）、小地磁暴（Minor）和嚴(yán)重地磁暴（Severe）。地磁暴是指在太陽風(fēng)物質(zhì)和太陽風(fēng)磁場的作用下，地球磁場發(fā)生的暫時擾動現(xiàn)象。它們與極光現(xiàn)象密切相關(guān)。

（責(zé)任編輯 蘇晨）