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太阳风劲儿有多大,对地球大气有影响吗?
发布时间:2019-06-08 来源:石头科普 浏览:135

太长不想看版本:

在地磁场的保护下,太阳风对地球大气几乎没有影响。


想搞搞清楚版本:

从太阳风的属性说起,太阳风的风速是200~800km/s

为了对这个速度有一个直观的印象,来看几个经典的速度:

家用台式电风扇:



八级大风:



AK47子弹出膛速度:



所以400km/s的太阳风,就是比AK47子弹还快1000倍的风。

如此高速的太阳风遍布整个行星际。

地球也身处其中。

但是,地球却没有被太阳风吹走,这又是为什么呢?主要是因为,太阳风,太稀薄了。


地球:太弱了


太阳风是完全电离的稀薄气体,主要成分是小原子量原子(73%的是氢,25%的是氦)。

虽然很快,但是很稀薄,最后算下来的风动压还是很小。


在地球附近,太阳风动压的大小是:1–6×109 N/m2

大致相当于把一个鸡蛋的重量分担在整个合肥市所产生的压强。


而且,这么弱的太阳风动压没有办法接近地球,这里需要引入带电粒子在磁场中的运动:

运动的带电粒子在磁场中受到洛伦兹力:



使得粒子沿着磁力线方向做螺旋运动:



宏观来看就是,高速粒子在沿着磁力线运动。

行星际里的磁场是这样的:



所以粒子沿着螺旋形状蔓延进整个行星际

但是,地球有地磁场,地磁场是个偶极磁场,可以在地球附近形成一个比较封闭的磁场区域。



大尺度的行星际磁场,太阳风和地磁场相互作用形成这样的形状的磁场:



在相对于地球的太阳风上游形成一个弓形激波,太阳风的高能粒子遇到这个弓形激波都绕着走了:



有些许高能粒子从两极漏进来形成了极光:



总结

一句话,并没啥影响~

太阳风很快,很稀薄,风动压很小,而且地球在地磁场的保护下不会直面高速粒子的袭击。

(责任编辑:郭晋)

(转载自:石头科普工作室)