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1962年,美國「水手2號」探測器發現,太陽會在太陽黑子活動的高峰時爆發太陽風暴。爆發時釋放大量帶電粒子所形成的高速粒子流,嚴重影響地球的空間環境。當太陽風掠過地球時,會使電磁場發生變化,引起地磁暴,破壞臭氧層,並影響通訊,特別是短波通訊,影響輸電、輸油、輸氣管線系統的安全,對運行的衛星也會產生影響。幹擾無線通信,對人體健康也有一些的危害。
太陽風的發現是20世紀空間探測的重要發現之一,經過長時間的研究,對太陽風的物理性質有了基本了解,但是至今人們仍然不清楚太陽風是怎樣起源和怎樣加速的,太陽風是怎樣得到等離子體的供應及能量的供應的問題是空間物理學領域中經長期研究仍懸而未決的一大基本課題。太陽風分為兩種,一種是所謂的「持續太陽風」或稱「寧靜太陽風」,起源於平靜日冕區的冕洞,開始時日冕物質以較低的速度作膨脹,漸漸離開太陽表面。隨著離太陽距離的增加,膨脹的速度變大,密度不斷減小,等到達地球的時候,射流速度一般在每秒鐘450千米左右,每立方釐米含質子數通常不超過10個。由於射流速度比較小,微粒含量也不大,這種太陽風通常對地球的影響不是很大。另一種則是「擾動太陽風」,即在太陽黑子活躍時期噴射出的粒子流。這種太陽風與太陽拋射物質事件或爆發現象有關,有時還伴有高能荷電粒子的大量增加,其射流速度一般可以達到每秒鐘1000-2000千米,粒子密度也比較大,每立方釐米可含質子幾十個。擾動太陽風由於其高速高粒子含量的特點,可以對地球產生產生比較明顯的幹擾。這是因為太陽風所含的微粒主要為氫粒子和氦粒子,當到達地球的電離層時,就會對地球磁場產生擾動,因而對地球的通信等方便造成影響。
太陽黑子有11年的主要活動周期,22年的磁極性轉換周期。在一個周期內太陽黑子活動有峰谷,峰值大太陽風強烈,谷值低太陽風平和。一般認為太陽黑子實際上是太陽表面一種熾熱氣體的巨大漩渦,該區域的背景溫度緩慢地從6000攝氏度降至4000攝氏度。
較差自轉理論認為太陽的較差自轉使光球下面的水平磁力線管纏繞起來,到一定時候上浮到日面形成雙極黑子,由於大量的雙極黑子磁場的膨脹和擴散使得原來的普遍磁場被中和掉了,接著就會出現極性相反的普遍磁場,這樣解釋太陽的22年磁周。
磁場湮沒理論認為,強磁場是太陽黑子最基本的特徵,黑子的低溫、物質運動和結構模型都與磁場息息相關,在活動區內一個強度為幾百高斯的磁場一旦湮沒所蘊藏的磁能便全部釋放出來,引起耀斑爆發。
有研究表明,太陽黑子各個周期與行星運行周期相關,主要受金星、地球、木星、土星引力和引潮力影響,又以木星影響為最。
筆者研究五運六氣得出結論,五運是金星與地球會合周期,六氣是地球與木星和土星會合周期的運行規律。並提出一個假說,太陽表面物質洋流假說,太陽表面物質做著類似於地球大氣、大洋一樣的環流運動。會合的行星引力讓隨同太陽自旋的表面物質做流體運動,太陽黑子如同地球的洋流中的旋渦。
歐洲航天局「星簇」計劃有眾多研究成果表明,地球能夠產生自己的「太陽風」,由電離粒子構成的「等離子體層風」,從地球大氣層內部流入外部的磁氣圈。磁氣圈由地球磁場產生,形成一道保護屏障,保護地球免遭太陽風輻射侵襲。行星的磁氣圈要遠大於該行星所在的大氣層,這意味著帶有磁場的行星將從太陽風中吸引更多的能量,這些額外能量將呈現漏鬥狀朝向地球磁極,因此在地球極地上空電離層的分子能夠加速逃逸。受磁氣圈影響,地球大氣層每年損失6萬噸氣體,而對比地球大氣層數千萬億噸的氣體總重量,這一損失量並不會對大氣層構成損害。當太陽風攜帶的質子衝擊到上層大氣層,就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周甚至幾個月之久,因而足以破壞高度為15至50公裡的上層同溫層中9%的臭氧。
太陽風中的質子向早晨方向運動,電子向傍晚方向運動。
太陽表面的物質,也就是帶點粒子隨著太陽自轉做差異運動會產生垂直於它的磁場,而太陽黑子做的是旋渦運動,會產生旋渦磁場,帶電粒子會在旋渦電磁場中做圓周運動,獲得加速度。
按著廣義相對論原理,引力是重力引起的時空彎曲,也就是電磁波彎曲。黑子旋渦磁場像個漏鬥,嘴部是從光球層到色球層、日冕層的太陽磁場,體部是各個行星差異運動圍成的行星際磁場。帶電粒子在這個磁場中,一部分會克服太陽引力向星際發散,但大部分還是被太陽的強大引力吸附回去。按著引力權重,主要有金星與地球,木星和土星構成的行星際磁場,前者是五運,後者是六氣。
由於行星公轉速度不同,兩組行星從會合到對衝,從對衝到會合,角度從0度到180度變化,磁場強度由弱變強,又從強變弱,太陽風會隨之做強弱變化。由於太陽黑子是成群出現,而且具有偶極性,那麼,太陽風就猶如若干股噴湧的流體,並且具有偶極性。
行星磁場強度、磁距與其重量、引力、自轉速度成正比。以地球為例,地核、地幔、巖石圈、水圈、大氣圈運動速度是不同的,所帶電荷也不盡相同,在不同時間不同空間不同強度行星際磁場中做切割運動,所產生的磁場強度也不盡相同,而且不同圈層的差異運動、星體引潮力、核聚變亦會產生磁場,這就構成了複雜的地球磁場形態。然而,太陽風是地球磁場變化影響的最大因素。
儘管有大量觀測數據表明,地球電磁場與太陽風周期密切相關,但在太陽風形成機制上沒有給出更為合理解釋。而通過筆者以上研究(準確地講也就是一種思考),發現黑子周期與行星運動周期相關,故提出天體定子與轉子假說。天體之間的相互運動猶如電機的定子與轉子之間的運動,使得太陽系就像一組磁流發電機,只不過不是僅僅發電,而是電磁相互轉換。太陽系的電磁場不同時刻具有不同的電磁結構和強度,對地球的磁場和電離層造成幹擾。