太阳运动对地球及人类的影响的研究报告

太阳运动对地球及人类的影响班级：高一（14）班活动时间：2009年12月21日活动小组：组长：陈之涵组员：侯诗琴吕瑾瑶丁敏王乐乐活动内容：目的：具体探究太阳黑子对地球气候以及对人类生存活动的影响具体过程：我们先对研究课题提出相关问题：太阳运动指什么？什么是太阳黑子？主要是什么的运动产生影响？产生什么影响？然后我们上网查找了相关资料，得知：何为太阳运动？太阳相对于本地静止标准的运动，也叫太阳本动。1783年，F.W.赫歇耳分析天狼、北河二、北河三、南河三、轩辕十四、大角和河鼓二这7颗恒星的自行,认为它们的运动趋向是太阳空间运动的反映，并指出太阳朝向武仙座运动。1837年,阿格兰德尔根据390个恒星的自行资料，证实了F.W.赫歇耳的结论。本地静止标准可以从两方面确定。它们都是以太阳为瞬时中心的参考标架。一个方面是动力学静止标准,它的定义是太阳绕银心作圆轨道运动。所以，太阳附近的、具有同样公转的所有恒星，在此参考标架中都是相对静止的。另一个方面是运动学本地静止标准，它使太阳附近所有恒星的空间速度平均为零，实际上是以银心为中心的本地恒星平均运动的标架。根据观测，太阳对邻近恒星的运动速度是每秒19.7公里，朝向武仙座一点，该点1950.0历元的天球坐标是赤经α=184±7,赤纬δ＝+30°±1°。对应的银道坐标是L媺=56°,b媺=23°。该点叫作太阳向点,简称向点。在天球上与之相对的一点，叫作太阳背点，简称背点。向点附近的恒星趋近太阳，视向速度在向点达极大值。背点附近的恒星渐离太阳，视向速度在背点达极大值。何为太阳黑子？太阳黑子（sunspot）是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动，是太阳活动中最基本、最明显的。一般认为，太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡，温度大约为4500摄氏度。因为比太阳的光球层表面温度要低1000到2000摄氏度，所以看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子很少单独活动，常是成群出现。黑子的活动周期为11.2年，活跃时会对地球的磁场产生影响，主要是使地球南北极和赤道的大气环流作经向流动，从而造成恶劣天气，使气候转冷。严重时会对各类电子产品和电器造成损害。在太阳的光球层上，有一些旋涡状的气流，像是一个浅盘，中间下凹，看起来是黑色的，这些旋涡状气流就是太阳黑子。黑子本身并不黑，之所以看得黑是因为比起光球来，它的温度要低一、二千度，在更加明亮的光球衬托下，它就成为看起来像是没有什么亮光的、暗黑的黑子了。太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动，是太阳活动中最基本，最明显的活动现象。一般认为，太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡，温度大约为4500K（热力学温标单位，就温差而言，1K等于1℃）。因为比太阳的光球层表面温度要低，所以看上去像一些深暗色的斑点。太阳黑子很少单独活动。常常成群出现。太阳黑子运动对地球的影响？太阳黑子数目多时,「白斑」的数量也相对增加,因此总日照量反而随著「太阳黑子」数目的增加而增高.但是问题的症结,不是在「日照量」,而是在「成云量」.由於「太阳黑子」数目增加会导致太阳表面磁场扰动量的增大,许多「日冕物质喷发」,在日磁层中造成大量的「磁云」,磁云中旋转的磁力线可阻挡外太空超新星爆炸所产生的「宇宙射线」进入地球所在之日磁层内部.反之,随著「太阳黑子」数目减少,太阳表面磁场扰动量以及日磁层中的磁云量也随之减少.於是来自外太空宇宙射线便得以长驱直入,进入我们的磁层,电离层,以及中性大气中.这些带电的宇宙射线是一种相当好的「凝结核」,因此云很容易就形成了.云除了造成降雨和雪外,同时也反射阳光,使得地面气温下降,因此「太阳黑子」数目最少的那几年,地球上平均温度会下降,发生水灾和大风雪的机会也同时增加.这个结果也说明了太空物理学家对太阳黑子,日冕物质喷发。地球上的气候状况、植物生长、水文现象以及地震活动乃至全球性的流感发生等，都具有１１年的周期变化。最新研究表明，人类的发明创造也与太阳黑子的周期活动有关。俄罗斯科学家伊德里斯教授通过对理论物理的发展进行深入研究后证明，科学创见确有一定的规律。以爱因斯坦为例，他在物理学上的４次重大突破，时间分别是１９０５年、１９１６年、１９２７年、１９３８年，其周期恰为１１年，而且这４年又都是太阳黑子的高峰年。虽然太阳黑子也许能够刺激到某些人的创作灵感，可是不能否认的是，太阳黑子对我们的日常的人类生活有着很大的影响，并且大多是负面而非正面的。美国“国家海洋大气管理局（NOAA）”的官员警告说，太阳活动即将进入11年一个循环周期中的“极大年”。美国政府官员预计，全美的通讯系统和能源设施可能遭到持续数月的太阳风暴的袭击。按大气和海洋科学家的话说，太阳活动的“极大年”会引发太空风暴、强辐射流和极光等，对现有的GPS全球定位系统、互联网通讯设施和其它基础设施构成冲击。例如1989年爆发的地磁风暴就曾经使魁北克省的电力供应超载，使得政府不得不采取灯火管制。太阳磁暴示意图黑子还会引起地球上气候的变化。100多年以前，一位瑞士的天文学家就发现，黑子多的时候地球上气候干燥，农业丰收；黑子少的时候气候潮湿，暴雨成灾。我国的著名科学家竺可桢也研究出来，凡是中国古代书上对黑子记载得多的世纪，也是中国范围内特别寒冷的冬天出现得多的世纪。还有人统计了一些地区降雨量的变化情况，发现这种变化也是每过11年重复一遍，很可能也跟黑子数目的增减有关系。研究地震的科学工作者发现，太阳黑子数目增多的时候，地球上的地震也多。地震次数的多少，也有大约11年左右的周期性。植物学家也发现，树木的生长情况也随太阳活动的11年周期而变化。黑子多的年份树木生长得快；黑子少的年份就生长得慢。更有趣的是，黑子数目的变化甚至还会影响到我们的身体，人体血液中白血球数目的变化也有11年的周期性。太阳黑子运动对人类的影响？我们知道，太阳表面温度是不一样的，有的地方温度高，有的地方温度低。当太阳中心区域的温度比周围区域低1500°左右时，这个区域看上去就比周围区域暗，如同一个光亮的圆面上出现斑斑点点的黑色斑点，人们就称它为“太阳黑子”太阳黑子的数量有时多，有时少，其变化是很有规律的，一般每11年为一个周期。据记载，在1173~1976年的803年间，流行行大感冒发生过56次，且都出现在太阳黑子活动极大的年份。太阳黑子活动高峰时，心肌梗死的病人数量也激剧增加。为什么太阳黑子活动高峰时，患病人数会增加呢？原来黑子活动高峰时，太阳会发射出大量的高能粒子流与X射线，并引起地球磁暴现象。它们破坏地球上空的大气层，使气候出现异常，致使地球上的微生物大量繁殖，为疾病流行创造了条件。另一个方面，太阳黑子频繁活动会引起生物体内物质发生强烈电离。例如紫外线剧增，会引起感冒病毒细胞中遗传因子变异，并发生突变性的遗传，产生一种感染力很强而人体对它却有免疫力的亚型流感病毒。这种病毒一但通过空气或水等媒介传播开去，就会酿成来势凶猛的流行性感冒。科学家们还发现，在太阳黑子活动极大的年份里，致病细菌的毒性会加剧，它们进入了体后能直接影响人体的生理、生化过程，也影响病程。所以，当黑子数量达高峰期时，要及早预防疾病的大流行。统计研究表明，流感世界大流行不仅发生在太阳活动最强时期，也发生在太阳活动最弱时期。1889-1890年流行性感冒第一次全世界大流行是在太阳黑子活动低值期（1889年为6.3；1890年为7.1），1900年流感流行也是发生在太阳黑子活动低值期（1900年为9.5，1901年为2.7），1918-1919年“西班牙流感”即流行性感冒第二次全世界大流行为太阳黑子活动次高值期（1917年为103.9；1918年为80.6；1919年为63.6），1957-1958年“亚洲流感”为太阳黑子活动最高值期（1957年为190.2；1958年为184.8），1968-1969年“香港流感”为太阳黑子活动最高值期（1968年为105.9；1969年为105.5），1977年“俄罗斯流感”为太阳黑子活动次低值期（1976年为12.6；1977年为27.5）。太阳活动高值可促发病毒突变，低值有利于病毒大量繁殖。分析所得的结论：太阳运动对地球和人类有很大影响，当太阳上黑子和耀斑增多时，太阳表面活动剧烈，会由电离层干扰地球电磁网，轻则影响通信，重则加重自然灾害的发生，所以人类需要尽量做好对太阳运动近况的报道，做好防范措施。活动完成情况：基本完成预期需解决问题。收获心得：通过此项活动的研究，使我们这个小组的成员都深知太阳运动对地球及人类影响是非常大甚至是具有预警性和灾难性的。这就告诫着我们人类一定要遵照科学发展的规律办事，利用科学现象为人类所利用。同时我们这一小组的成员也深感只有科学研究水平得到不断发展和科学技术水平得到不断提高和更新我们人类的生活才能更加美好。研究报告还让我们对科学知识产生了浓厚的兴趣和好奇。也让我们小组的成员体会到了协同作战的快乐。