黑子的磁场和速度场及磁力线

在浩瀚的宇宙中，与人类关系最密切的就是太阳。太阳上的光和热温暖着地球，维持着人类生存以及地球上一切生命活动所必需的适当环境。那太阳上到底都有什么现象呢？下面就让我用怀柔太阳观测站观测到的数据进行一下说明。

观测发现，绝大多数黑子出现在日面纬度+8度到+45度和-8度到-45度之间，其他地方出现的黑子很少。黑子变化的周期约11年，开始时，黑子大多出现在±45度的地方，太阳活动峰年，黑子在±15度出现，周期末一般在±6度处消失，同时下一周期的黑子又在±45度处产生。按太阳自转的方向，首先出现的黑子叫做前导黑子，后出现的黑子叫做后随黑子。它们的磁场正好相反，一个为S极，另一个就为N极。南北半球的前导黑子的极性正好相反。左面是怀柔太阳观测站观测到的一张局部区域的太阳黑子图，中间最黑的部分是本影,外面半黑的是半影，灰色部分是太阳的光球表面。这是上一个峰年观测到的一个超级活动区（即：1991年6月9日）。此黑子的面积相当于中国国土面积的867倍，地球面积的53倍左右。太阳黑子的多少是有一定规律的，每隔11年黑子数就会增多（即：11年周期性）。为什么有黑子？它是怎样产生的？对人类的影响有多大？这才是人人都想知道的话题。

这是和上面黑子相对应的纵向磁图（即：视线方向）。黑色部分是南极（即：S极），白色部分是北极（即：N极）太阳磁场是太阳物理最重要的核心物理量。太阳磁场的存在导致太阳大气中的磁敏谱线分裂，且分裂谱线的辐射具有偏振特性，用Stokes参数可以完全确定偏振光的特性。利用复杂的分光和偏振测量设备，精确测量出具有不同偏振状态的分裂谱线间的强度差值。根据此差值与磁场强度的正比关系，就可测定太阳磁场。太阳磁场就是导致黑子产生的原因之一。

这是和上面黑子相对应的三维磁场图。封闭的环线是纵向磁图的强度线，带箭头的短线是横向磁图的强度（即：垂直我们视线方向的磁场）不同的方向代表横向的两个分量，Q5和U5。可见横向磁场较强的地方都压在磁场的中心线上。（即南极和北极交界的地方）它的磁场最强的地方可以达到3000多高斯,而且能明显看出中心线上的磁场有扭曲的现象,这就说明这样的活动区很容易爆发耀斑,而且耀斑多发生在两极交界的地方。太阳预报就是根据这些磁图来判断耀斑什么时候爆发以及它的能量释放大概能到几级。太阳耀斑爆发的预报对航天，航空事业有着重大的意义。

这是一张色球磁场图，它与光球的不同就是它所形成的高度是不同的，是光球磁场的延伸，通过观测得知太阳磁场从光球到色球是个伞状结构，这张图能清楚的看到色球磁场的纤维结构，中间的一块小黑点是色球磁场的反变结构。通过观测资料可以画出太阳磁场的伞状结构图。

这是一张黑子的速度场图，（它是跟据多谱勒位移测得的结果）图中的白色部分是太阳表面上的红移区，黑色部分是太阳表面上的紫移区。通过大量的观测资料证明太阳上的重大事件“耀斑爆发”出现在红移区。而且黑子本影的地方也为红移区。通过研究太阳上的物质运动可以精确计算出太阳色球上某一处的运动强度。太阳是一个不稳定的球体，它的每一处都在不停的变化，由于这些物质在不停的运动它就会产生一系列的各种变化过程。由于这些复杂的变化过程就会产生耀斑，耀斑才是对人类有着极其危害的，您如果想了解耀斑的详细资料请您继续看下一页。

这是通过观测数据计算得出的太阳上某一处的磁力线的走向图以及它的缠绕程度。

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