太阳风暴、紫外线风暴和极光中的紫外线可以全天候杀灭病毒

                                                    吉林大学：杨学祥，杨冬红

紫外线能杀灭病毒，这是人人皆知的科普知识。可是，说太阳风暴和极光能杀灭病毒，却引起不小的争论，因为人们从来就没有听说过。事实上，太阳风暴可以产生极光并且在极夜和极昼交替中都能形成紫外线风暴，杀灭病毒自然也就顺理成章。

值得指出的是，普通太阳光只能在地球白昼杀毒，而紫外线风暴和极光在白昼和黑夜都能杀毒，是大自然全天候杀毒能手。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1345676.html

       太阳风暴、紫外线风暴和极光中都含有能杀灭病毒的紫外线，只是在数量和强度上有所不同。某些专家由于专业偏见，见木不见林，在书本中寻找新概念，缘木求鱼，急需继续科学知识的再学习。

太阳风暴

太阳风暴是指太阳上的剧烈爆发活动及其在日地空间引发的一系列强烈扰动。太阳爆发活动是太阳大气中发生的持续时间短暂、规模巨大的能量释放现象，主要通过增强的电磁辐射、高能带电粒子流和等离子体云等三种形式释放。太阳爆发活动喷射的物质和能量到达近地空间后，可引起地球磁层、电离层、中高层大气等地球空间环境强烈扰动，从而影响人类活动。

1基本简介：风暴由来，风暴特点，风暴现象；

2主要影响：卫星安全，通信导航，地面技术，环境扰动；

太阳风暴的周期性变化

太阳风暴的周期性主要表现在太阳活动水平的周期变化上。太阳活动水平具有11年左右的周期变化特征，有太阳活动高年和低年之分，从黑子数的多寡以及太阳10.7厘米射电流量的变化，就能很容易看出太阳活动的这种周期变化。

通常在太阳高年，太阳爆发活动较多，太阳风暴发生频次较高，强度大。相反，在太阳活动低年，太阳爆发活动少，太阳风暴发生频次低，强度相对较弱。

太阳爆发引起的某种空间环境扰动，在地球空间中的不同位置，响应程度有所不同。这一方面是由地球空间环境自身的复杂变化规律决定的，另一方面也与太阳直接照射的区域不同有关。

风暴现象

耀斑

耀斑是太阳电磁辐射突然增强的一种表现，在太阳观测图片上，耀斑常常表现为某区域的突然增亮。另外一种是较晚才观测到的日冕物质抛射，它是太阳上一团带有磁场的等离子体，脱离太阳束缚，向外抛出的现象。耀斑和日冕物质抛射不一定同时出现，它们发生时也可能会喷射出大量的高能带电粒子，这些粒子主要是质子。增强的电磁辐射、高能带电粒子和快速等离子体云是太阳爆发活动喷射的主要能量和物质。

极光

人类肉眼能看到飓风的到来，却无法察觉太阳风暴的来临。当太阳爆发的物质和能量在广袤无垠的行星际空间中无影无形地扩散传播，人类只能通过专门的探测仪器，才能感知太阳风暴的到来。唯一能用肉眼看到的太阳风暴现象是绚丽多姿的极光。

太阳风暴主要影响

随着科技的进步和信息化水平的不断提高，太阳风暴的影响和危害日益凸显。同时由于人类各种技术系统之间的关系日益错综复杂，太阳风暴影响的范围更加广泛，影响程度也不断加剧。太阳风暴对地球的三轮攻击会给人类的技术系统带来多种影响和危害。按照技术系统分类，太阳风暴的影响主要有对卫星、无线电通信和地面技术系统三个方面的影响。

太阳风暴的危害

太阳爆发所喷射的高能带电粒子到达地球附近后，使在轨卫星遭遇的高能带电粒子急剧增加。这些高能带电粒子具有极高的能量，能穿透卫星外壳，给卫星平台和携带的有效载荷带来多种辐射效应。可能引起微电子器件逻辑错误，造成程序混乱，严重时可能造成器件内部短路、击穿；也可能引起材料性能衰退，成像系统噪声增加，太阳能电池效率降低。同时，高能带电粒子还可能对宇航员造成辐射伤害。地磁暴期间，可能引起卫星的充/放电现象，放电脉冲可能干扰、破坏电子元器件的正常运行；高层大气密度增加会改变地轨道卫星的运行姿态和轨道高度等。如果不对卫星进行合理的防护设计和科学的在轨管理，太阳风暴可能对卫星造成巨大影响，严重时甚至能导致整星失效。

https://baike.sogou.com/v158626224.htm?fromTitle=%E5%A4%AA%E9%98%B3%E9%A3%8E%E6%9A%B4

紫外线风暴

据外媒报道，一项新研究追踪了木星极光中壮观的“紫外线风暴”的生命周期，这些极光是由其卫星木卫一的带电粒子产生的。研究作者称，这些“风暴”由环绕木星两极的椭圆形极光活动的黎明一侧的增亮和扩大组成，其演变模式令人惊讶地让人联想到地球极地天空熟悉的极光，称为极光亚暴。新的研究是第一个跟踪风暴从它们在这颗巨大行星的黑夜一侧诞生到它们的全面进化的研究。它于2021年3月16日发表在《AGU Advances》杂志上。

在“黎明风暴”期间，木星安静而有规律的极光弧会转变为复杂而强烈明亮的极光特征。它在5-10个小时内，从黑夜一侧旋转到黎明一侧面，最终到白天一侧，向太空发射数百到数千吉瓦的紫外线。这种巨大的亮度意味着至少有十倍以上的能量从磁层转移到木星的高层大气中。

https://www.cnbeta.com/articles/science/1104635.htm

极光

极光是一种等离子体现象，主要发生在具有磁场的行星上的高纬度区域。其发生是由于太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。

极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空，一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。[极光产生的条件有三个：大气、磁场、高能带电粒子，这三者缺一不可。

极光

由于地磁场的作用，这些高能粒子转向极区，所以极光常见于高磁纬地区。在大约离磁极25°～30°的范围内常出现极光，这个区域称为极光区。地磁纬度在60°-90°的范围称为极光区，地磁纬度45°-60°之间的区域称为弱极光区，地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。

产生原因

极光出现于星球的高磁纬地区上空，是一种绚丽多彩的发光现象。而地球的极光，来自地球磁层和太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。极光产生的条件有三个：大气、磁场、高能带电粒子。这三者缺一不可。极光不只在地球上出现，太阳系内的其他一些具有磁场的行星上也有极光。

极光一般只在南北两极的高纬度地区出现，但是2010年8月1日的太阳风暴恰好面向地球爆发，携带大量带电粒子的太阳风准确无误地“击中”地球，与地球磁场相互作用产生“磁暴”，使美国密西密歇根州、丹麦和英国等纬度稍低的地区都能够看到美丽的北极光景观。专家称，这一次的太阳风暴并没有像事先推测的那样破坏全球的卫星和电信系统，却给地球带来一场壮丽的“焰火盛会”。

极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气（>80km）时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，能量释放产生的光芒形成围绕着磁极的大圆圈，即极光。

极光最易出现的时期是春分和秋分两个节气来临之前（与紫外线风暴对应），且春秋两季出现频率更甚夏冬。这是因为在春分和秋分两节气时地球位置与“磁索”交错最甚。另外，在太阳黑子多的时候或当太阳周期在日冕大量抛射增加和太阳风强度增强的阶段时，极光出现的频率和亮度也会增加。

产生原理

极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线（Field line）集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。经常出现的地方是在南北纬度67度附近的两个环带状区域内，阿拉斯加的费尔班（Fairbanks）一年之中有超过200天的极光现象，因此被称为“北极光首都”。所以极光只能在地球的南北极被看见。

地球磁层磁力线携带太阳风的能量进入地球内部，进而驱动了地磁场的形成。在这磁层磁力线闭合环路上除了有地球内部的导电体之外，另外还有大气层的电离层-这一弱导电体。当太阳风强烈时，磁力线能量遇到地球内部的磁感抗，有许多能量消耗不掉，于是就在电离层处形成了极光。

极光是太阳风与地球磁场相互作用的结果。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，当它吹到地球上空，会受到地球磁场的作用。高层大气是由多种气体组成的，不同元素的气体受轰击后所发出的光的前面色不一样。例如氧被激后发出绿光和红光，氮被激后发出紫色的光，氩激后发出蓝色的光，因而极光就显得绚丽多彩，变幻无穷。

科学家已经了解到，地球磁场并不是对称的。在太阳风的吹动下，它已经变成某种"流线型"。就是说朝向太阳一面的磁力线被大大压缩，相反方向却拉出一条长长的，形似彗尾的地球磁尾。磁尾的长度至少有1,000个地球半径长。由于与日地空间行星际磁场的偶合作用，变形的地球磁场的两极外各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具"冻结"磁力线特性，所以，太阳风粒子不能穿越地球磁场，而只能通过极尖区进入地球磁尾。当太阳活动发生剧烈变化时(如耀斑爆发)，常引起地球磁层亚暴。于是这些带电粒子被加速，并沿磁力线运动。从极区向地球注入，这些带电粒子撞击高层大气中的气体分子和原子，使后者被激发--退激而发光。不同的分子，原子发生不同颜色的光，这些单色光混合在一起，就形成多姿多彩的极光。事实上，人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。而且，极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻，可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕。地球磁场为电子束导向磁场。极光的形成与太阳活动息息相关。逢到太阳活动极大年，可以看到比平常年更为壮观的极光景象。在许多以往看不到极光的纬度较低的地区，也能有幸看到极光。

2000年4月6日晚，在欧洲和美洲大陆的北部，出现了极光景象。在地球北半球一般看不到极光的地区，甚至在美国南部的佛罗里达州和德国的中部及南部广大地区也出现了极光。当夜，红、蓝、绿相间的光线布满夜空中，场面极为壮观。虽然这是一件难得一遇的幸事，但在往日平淡的天空突然出现了绚丽的色彩，在许多地区还造成了恐慌。据德国波鸿天文观象台台长卡明斯基说，当夜德国莱茵地区以北的警察局和天文观象台的电话不断，有的人甚至怀疑又发生毒气泄漏事件。这次极光现象被远在160公里高空的观测太阳的宇宙飞行器ACE发现，并发出了预告。在北京时间4月7日凌晨零时三十分，宇宙飞行器ACE发现一股携带着强大带电粒子的太阳风从它旁边掠过，而且该太阳风突然加速，速度从每秒375公里提高到每秒600公里，一小时后，这股太阳风到达地球大气层外缘，为我们显示了难得一见的造化神工。

在北半球观察到的极光称北极光，南半球观察到的极光称南极光，经常出现的地方是在南北纬度67度附近的两个环带状区域内，阿拉斯加的费尔班克斯（Fairbanks）一年之中有超过200天的极光现象[5]。

2017年6月13日，日本国立极地研究所与东京大学、京都大学和名古屋大学的研究团队宣布，利用高性能摄像机，历时3年成功拍摄到高速闪烁的极光影像。短时间里重复出现明暗闪烁的特殊极光是在氢离子作用下产生。外界期待此研究能进一步揭开极光发生之谜。

https://baike.sogou.com/v5650.htm?fromTitle=%E6%9E%81%E5%85%89&ch=frombaikevr

紫外线

    太阳风暴、紫外线风暴和极光中有紫外线，紫外线是频率介于可见光和X射线之间的电磁波。频率介于可见光和X射线。

    1801年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，因而发现了紫外线的存在。紫外线可以用来灭菌，过多的紫外线进入人体会造成皮肤癌。紫外线是在阳光中发现的，并且在电弧和专门的灯，像是黑光灯，也会并发出紫外线。它可以造成化学反应，并导致许多物质发光或产生萤光。大多数紫外光被归类为非电离辐射。能量较高的紫外线光谱，大约在150纳米（真空紫外线）是电离的，但这种类型的紫外线不具穿透力，会被空气阻挡住。

紫外线是物理学光学的一种电磁波。紫外线是阳光中波长为400～10纳米（nm）的光线。太阳光谱上紫外线的频率高于可见光线。可以分为UVA（紫外线A，波长400～320纳米，低频长波）、UVB（波长320～280纳米，中频中波）、UVC（波长280～100纳米，高频短波）、EUV（100～10纳米，超高频）4种。

1基本简介：物理来源，生理效应，相关指数；

2种类区分：高频短波UVC，中频中波UVB，低频长波UVA，UVA细分；

3主要影响：UV固化技术，化学领域，工业领域，生物领域，医学领域

物理来源

紫外线是由原子的外层电子受到激发后产生的。自然界的主要紫外线光源是太阳，太阳光透过大气层时波长短于 290nm 的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。

人工的紫外线光源有多种气体的电弧（如低压汞弧、高压汞弧），紫外线有化学作用能使照相底片感光，荧光作用强，日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。紫外线还可以防伪，紫外线还有生理作用，能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等。紫外线的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。

https://baike.sogou.com/v100154.htm?fromTitle=%E7%B4%AB%E5%A4%96%E7%BA%BF&ch=frombaikevr