地球历史的 10 场壮观的太阳风暴与太阳黑子周期的关系

                                                         吉林大学：杨学祥，杨冬红

       关键提示：

        太阳风暴并不一定发生在太阳黑子峰值，也可能发生在太阳黑子谷值附近。

太阳风暴：                                                               1859             1921       1967  1972    

图1  1600-2000年太阳黑子变化曲线

太阳风暴 ：                               1989                 2001 2003              2012   2017       

图2  1975-2020年太阳黑子变化曲线

相关报道

塑造地球历史的 10 场壮观的太阳风暴

自然 2021-11-24 

       每天，太阳风暴，包括太阳耀斑、太阳黑子和日冕物质抛射 (CME)，都会从太阳爆发到太空。如果这些干扰传播到地球 9400 万英里的距离，它们的带电粒子就会强行进入我们的高层大气，造成一系列后果。

        以下是人类已知的一些最严重的太阳风暴，包括太空时代（1957 年）之前和之后。

        1859 年卡灵顿事件

       卡林顿事件以理查德卡林顿命名，他是观察和记录 1859 年 8 月 28 日至 9 月 2 日太阳耀斑事件的两位天文学家之一，卡林顿事件是有记录以来最大的太空天气事件之一。

      “超级耀斑”与两次日冕物质抛射（CME）有关，其中第二次如此严重，它引发了地磁风暴，立即瓦解了地球臭氧层的 5%，并使流经世界电报线的电流增压。在古巴南部的纬度地区也可以看到红色极光。

       通过重新分析，科学家们估计它的太阳耀斑分类在 X40 和 X50 之间（X 级是为最强大的太阳风暴保留的）。据美国宇航局太阳物理学家亚历克斯·杨博士说，这次事件的能量可以为当今全球能源需求提供数十万年的动力。

       1582年的极光风暴

       在分析东亚古代极光事件的记录时，科学家们最近发现，1582 年 3 月发生了一场严重的风暴。远至赤道纬度 28.8 度的观测者记录了北方天空发生大火的情况。

       今天的科学家认为，这种红色极光可能是由一系列 CME 引起的，其Dst 值在 -580 到 -590 nT 范围内测量。由于16世纪几乎没有先进技术存在，因此几乎不会发生信息传输中断。

       1921 年 5 月的大地磁风暴

       5 月 13 日至 16 日期间，一系列 CME 轰击了地球的磁层，其中最强的一次达到了 X 级强度。

      《纽约时报》 报道称，所谓的“太阳黑子”导致百老汇的灯光变暗，纽约中央铁路暂时停止运营。

       1967 年 5 月的“冷战”太阳耀斑

       1967 年 5 月 23 日，在冷战最激烈的时候，一场太阳风暴几乎改变了美国历史的进程。根据最近发表在《太空天气》杂志上的一篇论文，美国政府几乎下令对苏联人进行空袭，他们认为苏联人干扰了美国的雷达和无线电通信。

       值得庆幸的是，当空军的太空天气预报员（自 1950 年代后期以来一直在监测太空天气）实时向 NORAD 发出太阳风暴事件及其潜在破坏性警报时，灾难得以避免。

      1972 年 8 月太阳耀斑

      在太空竞赛即将结束时，一场极端的 X20 太阳耀斑影响了地球和月球附近的太空区域。耀斑的超快风暴云在14.6 小时内到达地球，这是有史以来最快的传输时间。（通常，太阳风会在两三天内到达地球。）一旦进入地球大气层，太阳粒子就会中断电视信号，甚至在越南战争期间引爆了美国海军的水雷。

       虽然是NASA的阿波罗16号和17号之间发生的风暴，但是如果月球任务在此时进行，宇宙飞船将被炸开，宇航员受到几乎致命的辐射剂量。

       1989 年 3 月地磁风暴

       1989 年 3 月 10 日，太阳上爆发了强大的 CME。到 3 月 13 日，由此产生的地磁风暴袭击了地球。事件如此激烈，在南至德克萨斯州和佛罗里达州都可以看到北极光。它还在北美大部分地区产生了地下电流。在加拿大魁北克，太阳风暴导致该国魁北克水电电网停电 9 小时，导致 600 万居民断电。

       2001 年 4 月太阳耀斑和CME

       2001 年 4 月 2 日，太阳西北地区附近的一次大规模太阳耀斑爆炸将日冕物质抛射到太空中，以每小时 720 万公里的速度喷射。当时，这是有记录以来最大的 X 射线太阳耀斑，在 NASA 的太阳爆发规模上排名 X20或更高。

       2003 年万圣节太阳风暴

       2003 年 10 月 28 日，太阳选择通过制造如此可怕的太阳耀斑来吓唬我们人类，它使测量它的传感器过载。在被破坏之前之前，这些传感器将事件记录为X28类。然而，在后来的再分析中，估计该耀斑是 X45——有记录以来卡林顿事件之后最强大的耀斑之一。

       2012 年 7 月的太阳超级风暴

       太阳风暴不断发生，但只有那些针对地球的风暴才会影响我们的星球；其他的只是从我们身边经过。2012 年 7 月 23 日，强大的 CME（被认为是卡林顿级风暴）穿过地球轨道路径时就是这种情况。

       科学家估计，如果发生在一周前，地球确实会处于风暴路线。（相反，风暴袭击了美国宇航局的太阳地球关系观测卫星）据美国宇航局称，如果太阳超级风暴袭击了我们，它可能造成价值超过 2 万亿美元的损失——是卡特里娜飓风造成的损失的 20 倍。

       2017 年 9 月太阳风暴

       2017年9月6日，太阳上爆发了一次大型X9.3 X级太阳耀斑，成为太阳活动周期24（2008-2019）最强的耀斑。它的地磁风暴引发了R3（强）无线电停电，美国国家海洋和大气管理局后来报告说，航空、海事、业余无线电和其他应急频段使用的高频无线电在当天长达 8 小时不可用——同一天， 5 级飓风艾尔玛正在经过加勒比地区。

https://www.bilibili.com/read/cv14146399

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1340457.html

表1  太阳黑子极值和超级灾害链

年代     黑子数   极值      经济危机       病毒爆发                  太阳风暴

1836    121.5

1837    138.3   峰值，   美国的经济恐慌

1838    103.2                                                                         1859

1888    6.8

1889    6.3     谷值                            俄罗斯流感                     

1890    7.1           

1900                                                  流感大流行

1901    2.7     谷值                            

1904    42.0

1905    63.5    峰值

1906    53.8

1907    62.0   双峰值      美国银行危机

1908    48.5

1909    43.9

1910    18.6

1911    5.7

1912    3.6

1913    1.4    谷值

1914    9.6    谷值次年，   经济危机

1915    47.4

1916    57.1

1917    103.9  峰值

1918    80.6                                     西班牙流感

1919    63.6

1920    37.6

1921    26.1                                                                               1921

1922    14.2

1923    5.8    谷值

1924    16.7                                                    

1925    44.3                                                    

1926    63.9

1927    69.0

1928    77.8   峰值

1929    64.9   峰值次年，   经济危机大崩溃

1930    35.7                     经济危机大崩溃

1931    21.2                     经济危机大崩溃

1932    11.1                     经济危机大崩溃

1933    5.7    谷值，         经济危机大崩溃

1934    8.7

1935    36.1

1936    79.7

1937    114.4  峰值，       经济危机

1938    109.6                  经济危机

1939    88.8

1940    67.8

1941    47.5

1942    30.6

1943    16.3

1944    9.6     谷值

1945    33.2

1946    92.6                                                              

1947    151.6  峰值                                                     

1948    136.3  峰值次年，美国经济危机

1949    134.7                  美国经济危机

1950    83.9

1951    69.4，                 英国经济危机

1952    31.5                   德国、法国、英国经济危机

1953    13.9                   美国、法国经济危机

1954    4.4      谷值，     美国、日本经济危机

1955    38.0

1956    141.7

1957    190.2   峰值，    美国、日本、英国经济危机，亚洲流感

1958     184.8  峰值次年， 美国、日本、德国、法国、英国经济危机

1959     159.0                法国经济危机

1960     112.3                美国经济危机

1961     53.9                  美国、德国、英国经济危机

1962     37.5，               日本、英国经济危机

1963     27.9

1964    10.2    谷值，      法国经济危机

1965    15.1    谷值次年，法国经济危机

1966    47.0                   德国、英国经济危机

1967    93.8                   德国经济危机                                                1967

1968   105.9    峰值                                           香港流感

1969   105.5    峰值次年，美国经济危机

1970   104.5                   美国、日本经济危机

1971   66.6，                 日本、德国、英国经济危机

1972   68.9，                 英国经济危机                                                     1972

1973   38.0                    美国、日本、英国经济危机

1974   34.5                    美国、日本、德国、法国、英国经济危机

1975   15.5     谷值前一年， 美国、日本、德国、法国、英国经济危机

1976   12.6     谷值                                          埃博拉病毒猛烈爆发   

1977   27.5                                                      俄罗斯流感              

1978   92.5

1979   155.4   峰值，       英国经济危机

1980   154 .6  峰值次年， 美国、德国、法国、英国经济危机

1981   140.4                   美国、日本、德国、法国、英国经济危机

1982   115.9                   美国、德国、法国、英国经济危机

1983   66.6

1984   45.9

1985   17.9

1986   13.4    谷值

1987   29.3    谷值次年， 华尔街史上最大单日跌幅

1988    100.2

1989    157.6                                                                                                  1989

1990    142.6

1991    145.7  峰值

1992    94.3 

1993    54.6

1994    29.9

1995    18.7

1996    9.6    谷值                                           埃博拉病毒猛烈爆发

1997    38                         亚洲金融危机

1999                                                                                                  

2000  123.3          峰值                                       埃博拉病毒猛烈爆      

2001  123.3                                                                                                        2001

2003   65.9                                                                                                         2003

2007   75.6                      全球金融危机               埃博拉病毒猛烈爆发

2008   2.86       太阳黑子谷值，全球金融危机

2009  3.11        谷值次年                                            甲型流感 

                                                                                                                                  2012

2014          峰值                                                  埃博拉病毒猛烈爆发 

                                                                                                                                   2017

2019          谷值                                                   新冠肺炎爆发   

2020         谷值次年                                             埃博拉病毒猛烈爆发 

参考文献

1．刘惇：《分久必合，合久必分--罗氏定律》http://yuhaiyi.blshe.com/post/8050/266126

2. 竺可桢：《中国近五千年来气候变迁的初步研究》，《竺可桢全集》第4卷（上海科技教育出版社2004年7月第一版）471页。

3. 许靖华：《太阳、气候、饥荒与民族大迁移》《中国科学(D辑)》第28卷第4期1998年8月

4. 杨冬红，杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。2008，23 (6): 1813～1818。YANG Dong-hong, YANGXue-xiang. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdownof global warming. Progress in Geophysics. 2008, 23 (6): 1813～1818.

5. 杨冬红, 杨学祥. 北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(2):610-615. YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. Studyon the relation between ice sheets melting and low temperature in NorthernHemisphere. Progress in Geophysics. 2014, 29 (1): 610～615.

6. 杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011，54（4）：926-934. Yang D H,Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climatechanges. Chinese Journal of geophysics(in Chinese), 2011, 54(4): 926-934

7. 杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677. Yang X X, Chen D Y. Study oncause of formation in Earth’s climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677.

8. 杨冬红, 杨学祥, 刘 财. 2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温. 地球物理学进展, 2006, 21(3): 1023~1027。Yang D H, Yang X X, Liu C. Global low temperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) in Indonesia. Progress in Geophysics (in Chinese), 2006, 21(3): 1023~1027。

9. 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, 2, 99~104, 196~198

Yang X X, Chen D Y. Geodynamics of the Earth’s differential rotation and revolution (in Chinese). Changchun: Jilin University Press, 1998, 2, 99~104, 196~198

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1163275.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1235972.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1236222.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1031808.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1236568.html