形成和激发地震：太阳风暴的能量够吗？

                                                      杨学祥，杨冬红

关键提示

       有学者认为，引起地震的原因只有地球构造力作用、火山爆发和塌陷。而地磁场其实和地震的发生没有关系，地磁场不能产生地震。虽然太阳耀斑比较强大，但是当它传播到地球时，由于距离太远，其能量最多影响地球上的通讯，还不足以改变地球磁场，更不可能引起地震。

       事实上，太阳磁场是太阳风暴产生的原因，地磁场是地震产生的原因之一。太阳风暴压缩地磁场，形成地球的外磁尾、内磁尾、大气尾和海洋尾，并且绕地球旋转，将动能转化为热能，集中在地球各圈层的边界，是地球构造运动的重要能量来源。

        太阳风7-9天周期对厄尔尼诺影响在2023年7月最为显著，

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         值得关注的是，8月30日至9月1日最强潮汐组合的作用被太阳风7-9日上升期压制，类似情况8月已经出现多次。8月25日至9月1日厄尔尼诺指数太阳风7-9日周期非常显著。

     太阳风压缩大气层，背光方向形成气尾，向光方向形成臭氧洞（或臭氧稀薄区）。这是大气异常流动的结果。    

       两极臭氧洞首先是自然的产物。极夜和极昼的交替，极涡和低温条件，火山灰向极地的集中，臭氧洞在南北两极的轮换，都是自然规律运作的结果，远非人力所能控制。

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       同理，太阳风也压缩了海洋圈，形成背光的海洋尾。

        由于地球自转，除了两极地区外，地球背光的大气尾和海洋尾是绕固体地球由东向西旋转的。太阳风压缩大气圈和海洋圈因为7-9天周期的波动，会显著的影响赤道太平洋的气流和海流，进而控制厄尔尼诺指数变化。

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        太阳风和地磁暴压缩地磁层形成臭氧洞

       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。特别是，由于没有达到臭氧洞低浓度的标准，臭氧洞没有出现，但是北极臭氧稀薄区在3月和南极臭氧稀薄区在9月也会周期存在，从而形成每年3月和9月两极地区的臭氧稀薄区变化周期。这是冠状病毒季节性爆发的原因。

每年3月和9月的臭氧洞漏能效应，相当于大自然对地球的两次大规模消杀病毒过程，对冠状病毒的抑制或杀灭作用不可忽视。

      事实上，地球南北极都出现过臭氧洞，证实了我们的理论。彗星的轨道是一个偏心率很大的椭圆，受太阳风压力作用，在近日点彗尾最长，在远日点彗尾最短。同样，地球轨道也是一个椭圆，在近日点气尾最长，在远日点气尾最短。这是南极臭氧洞比北极臭氧洞面积大，存在时间长的原因（见图1）。

      据任振球的研究，木星、土星、天王星和海王星使地球冬至时的公转半径发生相当稳定的准周期变化，与全球尤其北半球气温变化的间隔60年振动相一致。在本世纪初的低温期和60~70年代相对偏冷期，当时（1901和1960年）地球冬至时的公转半径分别延长了94(相当于日地距离的0.6%)和57万km；在30~40年代和80年代后的暖期，地球冬至时的公转半径（1940和2000年）分别缩短了76和44万km。2000~2020年地球冬至时的公转半径由极小值变为极大值，他推测2020年前后全球气候将进入相对冷期。

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      这是2020年地球南北极都出罕见臭氧洞的天文原因。太阳风压缩大气层，背光方向形成气尾，向光方向形成臭氧洞（或臭氧稀薄区）。这是大气异常流动的结果。南极大陆沿海强烈的海洋西风漂流增强南极大气涡旋，增加南极臭氧洞的扩大。    

       两极臭氧洞首先是自然的产物。极夜和极昼的交替，极涡和低温条件，火山灰向极地的集中，臭氧洞在南北两极的轮换，都是自然规律运作的结果，远非人力所能控制。北半球大陆集中，人口稠密，如果《蒙特利尔议定书》的努力只是将臭氧洞从南极迁移到北极，这项成功究竟是福音还是灾难？

“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应” 

我们在1999年撰文提出，到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时，会大量破坏南极臭氧，随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”，使被地磁层和臭氧层阻隔的9%的太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢，这是赤道高空风产生的一个原因。

正X射线,γ射线和紫外线,大约占太阳辐射光谱总能量的9%.在80～400km高度范围的电离层,γ射线和X射线被N₂和O₂/O₃所吸收,在15～55km高度的臭氧层,99%的紫外线被O₃所吸收.即在地球磁层、大气层和臭氧层被破坏的时候,到达生物圈的太阳辐射能将增大9%,造成地表温度的大幅度波动.与此同时,到达地表的γ射线、X射线和过量紫外线将造成大规模的生物灭绝.这就是臭氧洞漏能效应.

http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW199910001191.htm

https://www.doc88.com/p-4317663607230.html

https://www.docin.com/p-344676587.html

       太阳耀斑导致强震频发

       北京时间2023年1月11日6点47分，太阳日冕物质抛射区域以粒子球的形式缓慢移动，形成了1.0级的大耀斑。近10天之内，这已经是太阳第三次肆无忌惮的放飞自我了。

       近期第一次的太阳大耀斑发生在2023年1月6日7点50分，耀斑级别达到X1.2级。这次耀斑在3天之后与地球发生了摩擦，造成了美洲中部和太平洋部分地区出现了停电，无线电也受到影响而中断。

https://www.163.com/dy/article/HQT7R8PQ0543MBSX.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1371746.html

       近期，太阳活动活跃。据国家空间天气监测预警中心数据，1月6日至今，太阳爆发了三次X级耀斑和多次M级耀斑。 6日、9日耀斑爆发并未引起地磁暴。

     “1月6号和1月9号的这两次太阳爆发，发生的位置是在太阳的东边缘附近，它所产生的日冕物质抛射，不朝向地球。这两次爆发之后的最近这些天，从1月6号开始到现在，地磁指数还比较很平静，说明这两次大的太阳爆发都没有产生地磁暴。如果爆发的位置在太阳中心或者偏西边，那对地球的影响就比较大了。”对李川的判断，太阳物理专家刘煜教授也表示赞同。“由于这两个耀斑发生位置在太阳表面的边缘处，这种位置通常产生不了对地球的剧烈空间天气影响。”

https://www.163.com/dy/article/HQTKJJRQ0514D3UH.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1371752.html

        2023年1月5-11日，太阳爆发了三次X级耀斑和多次M级耀斑，太阳风在太阳耀斑中增强，压缩地磁层和大气层，导致全球大震频发（三天连发两次7级地震）。 

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    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、2011年和2020年都出现了较大规模的臭氧洞。

     地球南北极都出现过臭氧洞，证实了我们的理论。彗星的轨道是一个偏心率很大的椭圆，受太阳风压力作用，在近日点彗尾最长，在远日点彗尾最短。同样，地球轨道也是一个椭圆，在近日点气尾最长，在远日点气尾最短。这是南极臭氧洞比北极臭氧洞面积大，存在时间长的原因（见图1）。 

      两极臭氧洞首先是自然的产物。极夜和极昼的交替，极涡和低温条件，火山灰向极地的集中，臭氧洞在南北两极的轮换，都是自然规律运作的结果，远非人力所能控制。北半球大陆集中，人口稠密，如果《蒙特利尔议定书》的努力只是将臭氧洞从南极迁移到北极，这项成功究竟是福音还是灾难？

       2011年北极臭氧减少的背景是：太阳活动由2009年的谷值向2013年的峰值过渡，太阳高能粒子活动逐渐增强；2011年1-3月北半球受到低温暴雪的袭击，低温和北极涛动强烈；2010年3月爆发的冰岛火山喷发，巨量的火山灰不仅降低了气温，而且破坏了臭氧。

       北极臭氧洞在氟利昂停滞消耗臭氧的条件下产生，自然规律再次出人意料地证实了自身的存在，人类的努力如猴子捞月亮，劳而无功，甚至帮了个倒忙。例如，2020年3月北极出现臭氧洞，2020年9月南极出现臭氧洞，通过它们进入两极的太阳高能粒子，阻止和减弱了新冠病毒的爆发和发展。

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       我们将面临一个不断扩大的北极臭氧洞。停止排放氟利昂没有生效，还有什么办法阻止它的扩大？

 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

      由图1-2可见，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；太阳风压缩地磁层背光流动形成两极极夜时外磁尾和内磁尾。它们背光旋转，24小时旋转一周。 

太阳风压缩地球内磁层形成内磁尾 

      黄赤交角是地球公转轨道所在的平面即黄道面与地球赤道面的交角。在每年6月20日左右的夏至（地球公转轨道远日点），太阳光直射北回归线22.4度，北极为极昼，南极为极夜，光压和太阳风导致地壳和地幔向南半球移动，迫使内核向北半球移动；每年12月20日左右的冬至（地球公转轨道近日点），太阳光直射南回归线22.4度，北极为极夜，南极为极昼，光压和太阳风导致地壳和地幔向北半球移动，迫使内核向南半球移动。这是地球内核南北震荡一年周期形成的原因。

     由于太阳系轨道周期和地球轨道周期，地球内核振动具有1天、1月、1年、18.6年、29.8年周期，还有2、4、10、40、50000万年的南北方向振动周期以及1万多年和2亿多年的地核向心和离心振动周期。太阳风和太阳斥力是地核定向振动、大陆南北漂移和地球南北反对称分布的动力。

图2  太阳风和光压挤压地壳地幔和地球内磁层形成地球内磁尾（外核尾）以及相对地核、地壳和地幔背光旋转，摩擦生热维持磁场能量消耗。

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图3  太阳风压缩地磁层形成地磁内磁尾和外磁尾（杨学祥等，1997）

https://www.doc88.com/p-1478676399852.html

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      极地涡旋是元凶

      2020年春季北极上空的臭氧洞规模达到100多万平方公里，成为史上最大的北极臭氧洞。这次臭氧洞的产生主要是源自平流层极区异常强大的极涡，极涡隔绝了南北热量和空气交换，在极区低温环境里形成臭氧洞，随着春末极涡的分裂，臭氧洞也随之消失。

https://www.sohu.com/a/394495866_99907401

       2020南极臭氧洞变大：极地涡旋是元凶，恢复之路任重而道远。

       当平流层温度变低时，空洞内的臭氧浓度就会减少，特别是在低于–78°C的温度下形成平流层云时，这些高空云在太阳辐射的情况下有助于增加氟氯烃等化学物质的化学反应，从而导致臭氧消耗，进一步减少臭氧层。最近的极地涡旋使地球大气层保持极冷，从而形成了极地平流层云。在过去的几周中，阳光再次回到南极，该地区的臭氧层持续消耗。

       尽管2020年的臭氧空洞并不是有记录以来的最高值，小于2000年的2990万平方公里，但其意义仍然重大，洞口也是近年来最深的洞之一。研究人员表示，2020年的这一事件是由强烈的极地涡旋驱动的，不会成为永久状态，而2019年创纪录的异常小而短暂的臭氧空洞则是由于特殊的高温气象条件造成的。

https://www.163.com/dy/article/FSHKO7IV0512GVI0.html

图4 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）、极地涡旋和极夜时气尾（杨学祥，杨冬红；2022）

      太阳风压缩大气层背光流动形成臭氧洞，由于科里奥利的作用，背光流动的大气将在极昼区加强极地涡旋，形成阻止含臭氧的大气进入极区的特殊表象。极涡的低压中心进一步加剧臭氧洞的扩大。

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参考文献

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。85-89

杨学祥, 陈殿友, 宋秀环. 太阳风、地球磁层与臭氧层空洞. 科学（ScientificAmerican 中文版）, 1999, （5）：58~59

杨学祥. 地磁层和大气层漏能效应. 中国学术期刊文摘, 1999, 5（9）：1170~1171

杨学祥, 陈殿友. 地磁场强度的轨道调制与自然灾害周期. 见：中国地球物理学会年刊2000. 武汉：中国地质大学出版社, 2000. 307

杨学祥, 陈殿友. 构造形变、气象灾害与地球轨道的关系. 地壳形变与地震,2000,20（3）：39~48

Yang, Xuexiang, Chen Dianyou, Gao Yanwei, Su Hongliang and YangXiaoying, et al, Geophysical and Chemical Evidence in the Depletion of Ozone.J. Geosci. Res. NEAsia, 1999, 2 (2): 121~133

杨学祥. 臭氧洞与厄尔尼诺. 中国学术期刊文摘, 1999, 5（10）：1301~1303

杨学祥. 臭氧洞漏能效应及其形成原因. 见: 中国地球物理学会年刊1999, 合肥：安徽技术出版社, 1999, 191

杨学祥, 陈殿友. 地球流体运移动力与自然灾害. 同上, 326

陈殿友, 杨学祥, 宋秀环. 地球轨道效应与重大自然灾害周期. 同上, 256.*

杨学祥, 陈殿友. 地磁场强度的轨道调制与自然灾害周期. 见：中国地球物理学会年刊2000. 武汉：中国地质大学出版社, 2000. 307

杨学祥. 大气圈差异旋转及其对臭氧层的影响. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（2）：199~201

杨学祥. 大气氯粒子层的形成原因. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（3）：370~371

杨学祥. 太阳活动驱动气候变化的证据. 中国学术期刊文摘, 2000, 6（5）：615~617

杨学祥. 地球形变产生的岩石圈、水圈和气圈等差异旋转. 中国学术期刊文摘（科技快报）. 2001, 7（7）：902~904

杨学祥. 流体与固体的差异旋转和能量放大. 中国学术期刊文摘（科技快报）. 2001, 7（8）：1017~1019

杨学祥，陈殿友，张忠信，宋秀环。地球内核快速旋转与全球变化。科学，1997，（2）：53-55.

https://www.doc88.com/p-1478676399852.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332336.html 

https://wap.sciencenet.cn/blog-2277-1332835.html 

杨学祥。太阳风、地磁场·臭氧洞——臭氧空洞地球环境灾害成因探索。科学大众。1999年9月https://www.docin.com/p-820269705.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1334242.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1374685.html

相关报道

太阳耀斑过于强大，会导致地球磁场变化引发地震吗？

地震博士

2017年09月23日

首先，引起地震的原因只有地球构造力作用、火山爆发和塌陷。而地磁场其实和地震的发生没有关系，下面我们来分析，为什么地磁场不能产生地震。

其次，我们可以了解地磁场的构成，由此了解为什么地磁场变化不能引起地震。从上图可以看出地磁场分为内源场和外源场，而据科学家计算，其中内源场要占到总的磁场的99%，外源场只占到总的磁场的1%。其中的内源场，主要有主磁场，是有地心偶极子场和非偶极子场构成的，占总磁场的95%，因而是整个地磁场的最主要组成部分，虽然它起源于地球外核，但是它也和地震没有关系，因为它极其稳定，周期甚至可以达到千年、直至至百万年。而主磁场的另一个组成部分是局部场，即地壳中的磁性物质引起磁场，它能占到总磁场的4%，它也极其稳定，除非遇到地震或火山爆发，注意这里反而地震和火山爆发是局部场变化的原因，而地震的发生却与局部场无关。而至感应场虽然变化却很剧烈，但是占总磁场的比例极低，能量太小，可能只是一块条形磁铁的磁性的百万分之一，因而也不会引起地震。于本题中所说的耀斑就是属于地球磁场的外源场，其来源是太阳粒子辐射，加上太阳光引起的日变化等，总量才占总磁场的1%。这种变化虽然具有突发性，但是最多破坏地球的通讯等，也不能引起地震。

总之，虽然太阳耀斑比较强大，但是当它传播到地球时，由于距离太远，其能量最多影响地球上的通讯，还不足以改变地球磁场，更不可能引起地震。

https://www.toutiao.com/answer/6468995410672238861/

台湾专家用大数据分析:大陆唐山大地震是太阳耀斑引起的

2020年1月20日-大陆唐山大地震是太阳耀斑引起的

腾讯视频 - m.v.qq.com/play.htm...- 2020-1-20

https://v.qq.com/x/page/w30555u3y82.html?faker=1&resid=70001002