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太阳耀斑、太阳风暴、地磁暴、臭氧洞和流行病对比
杨学祥
太阳耀斑历史记录
有记录以来最大的太阳耀斑爆发在2003年10月底,级别达到X28,致使瑞典南部的5万户居民短暂失去电力供应。
表1 耀斑强度的“历史排行榜” 来源:广西日报社
https://so.html5.qq.com/page/real/search_news?docid=70000021_8016601691950952
https://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=1426979
太阳风暴灭杀病毒的历史记录
太阳风暴定期为地球杀灭病毒,是人类生存不可或缺的重要事件,西班牙流感和新冠疫情证实了这一点。
表2 世界历次流行亚型和太阳风暴记录统计表
年 限 亚 型 名 称 首发地区 拉马德雷 太阳风暴
1510 流感 英国
1580 流感 美洲土著流感 美洲 1582年
1675 流感
1733 流感
1742-1743 流感 东欧流感 东欧
1837 流感 欧洲流感 柏林,西班牙 1859年
1889-1894 流感 俄罗斯流感 俄罗斯
1890- H2N2 EI 英格兰 冷位相
1900- H3N8 EI 英 国 冷位相
1918#- H1N1 SI 西班牙流感 美国 冷位相 1921年
1957#- H2N2 亚洲流感 中国贵州 冷位相 1958年
1967年
1968#- H3N2 香港流感 中国香港 冷位相 1972年
1975年
1977-新H1N1 EII俄罗斯流感 俄罗斯 冷暖边界 1989年
1997- H5N1 Al 中国香港 暖位相
1999- H9N2 Al 中国 暖位相
2002* SARS 非典型肺炎 中国 冷位相 2003年
2004- H5N1 Al 越南 冷位相
2009* H5N1 甲型流感 墨西哥 冷位相 2010-2011年
2012* MERS 中东呼吸综合征 沙特阿拉伯 冷位相 2012-2014年
2016* MERS 中东呼吸综合征 韩国 冷位相 2017年
2019* 2019-nCoV 新型冠状病毒 冷位相 2021年
2023-2026年?
注:带*号项是笔者加的,带#号者为最强爆发。
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1215691.html
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http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1304134.html
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http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1308254.html
https://tech.sina.com.cn/roll/2020-03-29/doc-iimxyqwa3856397.shtml
https://www.doc88.com/p-9445767339134.html
1918-1920年西班牙流感大爆发和1921年爆发了超级太阳风暴之间,并不存在因果关系。而1918-1920年西班牙流感结束和1921年爆发了超级太阳风暴之间却可能存在因果联系:超级太阳风暴灭杀了西班牙流感病毒。
如果在2025年太阳黑子峰值之前,2021-2024年爆发超级太阳风暴,那么新冠疫情结束就为期不远了。
“超级太阳风暴”与病毒大流行:超级太阳风暴会成为一场灾难还是福音? 让我们拭目以待。
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https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1311404.html
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https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1320638.html
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1354452.html
臭氧洞的存在和扩大与地球公转轨道有关
南极臭氧洞(Antarctic ozone hole)是指南极上空出现的臭氧层空洞,由英国南极考察科学家在1985年首次报道发现。这里所指的空洞,并不是说整个臭氧层消失了,而是指大气中的臭氧含量减小到一定程度。
每年的8月下旬至9月下旬,在20千米高度的南极大陆上空,臭氧总量开始减少,10月初出现最大空洞,面积达2000多万平方千米,覆盖整个南极大陆及南美的南端,11月份臭氧才重新增加,空洞消失。
1999年我们就撰文就指出,造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”是太阳风,而不是通常所认为人类使用的氟利昂。这一观点发表在今年5月份出版的《科学美国人》杂志中文版上。杨教授在论文中指出,有3个因素结合起来使南极臭氧层出现空洞:太阳风的压力使地球南极上空大气层变薄;处于开裂期的地球南半球由于火山爆发释放出大量有害气体破坏臭氧层;太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。
根据地球公转轨道,秋分(9月22-24日)到冬至(12月21-23日),南极的极昼使太阳辐射对南极最强,产生南极的臭氧洞(或臭氧稀薄区);春分(3月20-22日)到夏至(6月21-22日,北极的极昼使太阳对北极辐射最强,易产生北极的臭氧洞(或臭氧稀薄区)。其中,2010年冰岛火山的异常喷发规模最大,火山灰集中在北极,降温和破坏臭氧的作用值得关注。由于地球近日点在1月3日或4日,远日点在7月2日或3日,这是南极比北极更容易出现臭氧洞的原因,也是臭氧洞季节性变化的原因。臭氧洞应该周期性地在南北两极轮流出现。
事实上,北半球也可能出现臭氧洞事件,历史上,北极在1997年和2011年都出现了较大规模的臭氧洞。
太阳风暴对臭氧洞的影响
2003年10月末,太阳黑子连续爆发产生的太阳风暴袭击了地球。这场罕见的太阳黑子爆发堪称一场天文奇观。
按照11年的太阳活动周期规律,太阳活动达到顶峰后会回落,在第23号的十一年周期中,太阳周期的高峰在2000年左右,其后应该进入削弱期。但是,此次太阳却异常爆发了,在2003年10月和11月,太阳黑子不寻常地连续产生巨大的太阳风暴袭击了地球,这就像在非龙卷风季节刮起了一场巨大的龙卷风。
根据文献记载,此前最严重的一次日冕喷发现象发生在2000年4月,不过那次太阳磁暴产生的气体和尘埃并没有直接袭向地球。而此次太阳磁暴过程中,有将近100亿吨的物质被抛向地球,“儿玉”通信卫星一度通讯中断就是因为这次太阳风暴。风暴引起的地磁暴,导致瑞典南部城市马尔默停电一小时,约两万个家庭受影响。
天文学家证实,2003年11月4日的太阳爆发是天文史上最强烈的一次,NOAA监测太阳的GOES卫星X射线探测器一度饱和,指针一直指向最高值。此次太阳爆发喷射而出的冠状物以大约每秒2300千米的速度离开太阳表面,向太空抛射了数十亿吨的超热气体,冲向地球的仅仅是其中一小部分。
https://www.cdstm.cn/popularize/tgtw/201806/t20180606_795936.html
2003年发生了面积第3位的最大南极臭氧洞。2003年最强太阳风暴证实了我们提出的观点:太阳风暴破坏臭氧层。
http://202.84.17.73/st/htm/20001005/147625.htm
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-257912.html
事实上,2011年太阳风暴导致了2011年出现了较大的北极臭氧洞和南极臭氧洞。南极臭氧洞面积在1993-2020年28年中排位第8。
表3 1993-2020年南极臭氧洞面积排序前15名记录(网上资料)
2006年12月初连续爆发的太阳耀斑对我国的短波无线电信号传播造成严重影响,短波通信、广播等电子信息系统发生大面积中断或受到较长时间的严重干扰。12月13日北京时间10时40分前后,太阳又爆发一次大耀斑,广州、海南、重庆等电波观测站的短波探测信号从10时20分左右起发生全波段中断,直至11时15分以后才逐步出现信号,13时30分以后基本恢复正常。
2006年太阳耀斑和南极寒流的共同影响,导致南极臭氧洞面积最大,排在第1位。
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1331151.html
1998年4月底至5月,太阳风暴不断。在此期间,多颗飞行器发生异常或者失效,最显著的是银河Ⅳ号通讯卫星的失效,它造成美国80%的寻呼业务的损失,无数的通信中断,并使金融交易陷入混乱。
https://www.chinanews.com.cn/cul/2011/03-09/2893113.shtml
1998年的太阳风暴与1998年南极臭氧洞面积排序第2位对应。
2008年12月美国宇航局(NASA)宣布发现磁气圈破了个大洞,比地球宽四倍且还在扩大中。外层空间射向地球的各种有害粒子将更直接的冲击到自然万物和人类社会,过去已经发生过几次。
https://dili.chazidian.com/s13527/
这可能是2008年南极臭氧洞面积排名第5位的原因。
图1 太阳风压缩大气层背光流动形成两极地区极昼时臭氧洞(或臭氧稀薄区)和极夜时气尾
表1显示,南极臭氧洞面积最大的前8名都受到较强太阳风暴作用,其中2003年最强烈,2006年、2015年、1998年、2008年和2011年次之。
表4 臭氧洞、太阳活动、异常寒流、月亮赤纬角极值、最热年、厄尔尼诺和拉尼娜对比
序号 | 年份 | 臭氧洞面积 (百万平方公里) | 太阳活动或太阳黑子缺席 最热年 | 厄尔尼诺或 拉尼娜 | 异常寒流或月亮赤纬角极值 |
1 | 2006 | 26.6 | 12月太阳耀斑 | 厄尔尼诺 | 南极寒流 极大值 |
2 | 1998 | 25.9 | 最热年 4-5月太阳风暴 | 最强厄尔尼诺转拉尼娜 | 长江大洪水 |
3 | 2003 | 25.8 | 11月最强太阳风暴 | 弱厄尔尼诺 | |
4 | 2015 | 25.6 | 峰值 0缺席 最热年 3月太阳风暴 | 最强厄尔尼诺 | 极小值 |
5 | 2008 | 25.2 | 谷值 268缺席 12月磁气圈破洞 | 拉尼娜 | 中国雨雪冰冻灾害 |
6 | 2001 | 25 | 4月太阳耀斑和CME | 拉尼娜 | |
7 | 2000 | 24.8 | 峰值 4月太阳磁暴 | 拉尼娜 | |
8 | 2011 | 24.7 | 峰值2缺席2月太阳风暴 | 拉尼娜 | |
9 | 2005 | 24.4 | 最热年 | 拉尼娜 | 极大值 |
10 | 1993 | 24.2 | 弱厄尔尼诺 | ||
11 | 1994 | 23.6 | 弱厄尔尼诺 | ||
12 | 2020 | 23.5 | 谷值 | 拉尼娜 | |
13 | 1999 | 23.3 | 拉尼娜 | ||
14 | 2018 | 22.9 | 221天缺席 | 弱拉尼娜 | |
15 | 1996 | 22.8 | 谷值 | 弱拉尼娜 | 极小值 |
http://finance.ifeng.com/a/20150825/13931633_0.shtml
https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-991473.html
参考文献
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