太阳活动|太阳“发脾气”为何还有个周期？( 二 )

“太阳发电机理论不仅能说明太阳磁场的起源，而且能解释22年的磁周期，还与黑子‘蝴蝶图’的纬度分布以及观测结果能够较好地吻合。但是该理论目前尚不能准确预报太阳活动的周期，无法解释太阳黑子呈现的各种周期以及周期的不规则性。 ”颜毅华指出。
上世纪60年代，美国科学家巴布科克父子和莱顿等人提出了一种早期太阳发电机模型：太阳较差自转、太阳偶极磁场、子午环流三者之间的相互作用，造成了太阳活动的周期性，该模型被称为巴布科克—莱顿模型。之后一些天文学家在该模型的基础上，利用数值模拟，能对一些太阳活动周期进行半定量的预测。
谭宝林介绍，巴布科克—莱顿模型基于太阳的3个基本事实，第一个是太阳上存在较差自转，即太阳不同纬度处的自转周期不同，太阳赤道附近的自转较快，周期大约是27天，随着纬度的增加，自转逐渐变慢，在南北纬度45度附近，自转周期大约为31天，到两极地区，自转周期接近40天左右。
第二，在太阳宁静区（没有黑子的区域）和两极地区均存在较弱的磁场，并且太阳南北半球磁场方向相反。
第三，太阳对流层中存在子午环流，即太阳表面的物质从赤道向极区流动，而在太阳对流层底部的物质则从极区向赤道流动，形成闭合环流，这种现象被称为太阳子午环流。
但在谭宝林看来，发电机模型仍然是半定量的经验模型，人们至今都无法从理论上准确解释到底是哪些物理因素决定了太阳活动周期的长度和发生时间，以及为什么太阳活动周期大约是11年。
会对卫星、电网系统等造成严重影响
谭宝林指出，太阳活动周期不仅是太阳上黑子出现多少的周期性体现，更是太阳向周围空间释放能量、太阳爆发活动，以及太阳风暴发生的周期性展现。
“研究太阳活动周期将对许多学科的发展产生重要影响。 ”谭宝林表示，对太阳活动周的起源研究，将帮助我们更好地理解太阳以及宇宙中与太阳类似的众多恒星的形成与演化过程。
此外，对太阳活动周的研究还有助于更好地预测未来空间天气活动的发展趋势，提前获悉未来太阳爆发活动及太阳风暴可能发生的情况。
“对太阳活动周的研究还可能直接推动等离子体物理、流体物理和天体物理学等学科的发展，甚至对工程技术方面也会产生重要影响。 ”谭宝林说。
太阳活动周对于普通人的生活影响大吗？颜毅华表示，一般情况下并不算大，甚至没有直接的影响。但是，太阳活动会对卫星系统、电网系统等产生非常显著的影响，甚至会对其造成严重破坏，从而间接影响人们的生活。比如导致手机信号变弱或丢失、无法使用导航等。
例如， 1859年的卡林顿太阳耀斑事件严重破坏了当时的全球电报网络，让人类第一次认识到太阳活动对地球空间环境的影响；1989年3月，狂暴的日冕物质抛射引发了极强的地磁爆，导致加拿大魁北克省电网在90秒内全面瘫痪，造成直接经济损失约5亿美元；2003年10月的重大太阳活动事件，造成全球范围短波通信中断，超视距雷达、民航通信中断，瑞典电网中断1小时，全球定位系统导航出现故障，多颗科学卫星数据丢失等。
【太阳活动|太阳“发脾气”为何还有个周期？】此外，中国科学院科学传播研究中心副主任袁岚峰表示，太阳黑子的长期变化还和地球气候密切相关。例如， 1300年至1850年是一个小冰河时期，当时太阳的活动就显著弱于后续年代的平均水平。