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埃文斯牧师的宇宙03（第2页）

我们知道，科学家对地震波进行研究之后，才得以了解地球内部结构，我们现在掌握的这方面知识，几乎都是这样得来的。太阳内部我们更是无法直接看到，而所谓的太阳振**即日震，它的发现无异于为科学家们送来了一具可“窃听”太阳内部深处的听诊器，各国科学家立即对之表现出巨大的兴趣。

譬如说，太阳大气层最靠里面的那一层叫光球，它也就是我们平常看到的太阳表面层。在光球下面的是对流层，这是很重要的一层，它起着承内启外的作用。可是，我们无法看到它。而根据对5分钟振**的观测和有关理论，我们相信，对流层的厚度大体上是20万千米。当然，也有人认为对流层只是很薄的一层。

太阳的5分钟振**一般被看作是太阳大气中的现象，那么，是否可能它也是周期更长的太阳整体振**的组成部分呢?

从20世纪70年代开始，一些科学家设法寻找频率、更低、周期更长的太阳整体振**。1976年，苏联克里米亚天体物理天文台的科学家们在研究光球层时，发现太阳表面存在着一种重要的振**，周期是160分钟，每次振**太阳都增大约10千米，随后又恢复到原先的状态。

苏联科学家的发现很快由美国斯坦福大学的一批研究人员予以证实。后来，人们从苏联和美国的资料中，进一步得出更精确的周期为160．01分。不过，在相当一段时期里，有人怀疑太阳的160分钟振**是否与地球大气抖动有关。法国和美国的一个联合观测小组，成功地在南极进行了长达128小时的连续观测之后，最终把怀疑排除了。地球北半球是冬季时，南半球是夏季，南极是极昼，即24小时太阳都在天空中，连续观测中就不存在大气周日活动的影响问题。以160分钟为周期的太阳整体振**得到确认，它确实来自于太阳本身。

在研究5分钟振**等的时候，科学家们出乎意料地发现，它们竟然还可以分解为上百个长短不等的小周期，短的只3分钟，长的有3小时。这些五花八门的小周期叠加在一起，真有点使人眼花缭乱，它们之间究竟有些什么内在的联系?或者这些错综复杂的小周期预示着什么?现在确实还无可奉告。

20世纪60年代，美国科学家迪克发现太阳并非是个圆气体球，它的两极略扁，赤道部分则略微凸起。1983年，迪克本人的观测结果表明，太阳的形状并非固定不变，它的扁率发生周期振动，周期是12．64天。

有意思的是，另一批美国科学家从水星的运动中，也发现了太阳的振**现象。1982年，美国高空观测研究所等单位的研究人员，收集了从18世纪以来的，长达265年的水星绕太阳运动的资料，以及好几十组日食发生时间的数据。综合分析的结论是：太阳直径又胀又落，像是个一会儿充满气，一会儿又放掉了点气的大皮球，这种被他们称为“太阳颤抖”的振**现象的周期，被定为76年，最大的变化率可以达到0．8角秒。

近些年来，有人从44520个太阳黑子数的分析中，得出其峰值有12．07天的周期。也有人从太阳自转速度随纬度高低而不同的所谓“较差自转”中，导出16．7天的周期。此外，还有人认为存在着好几个7—50分钟的周期；160—370分钟周期范围内，也还存在着太阳整体振**，等等。

日食记载也为此提供了新论据。一些科学家详细研究了8次日全食的资料，其中最早的一次是1715年5月3日在英国可见的日全食，最晚的一次发生在1984年5月31日。分析得出：269年间，太阳直径有类似脉搏跳动那样的振动现象，周期不详，但总的说来变化不算大，只有1．24角秒，大致是太阳角直径的1／1600。

研究和探测太阳内部结构是天文学家们长期的重要课题，也是很难顺利展开的课题。已经建立起来的理论和假说，有的未能通过实践的检验，有的显露出很大的缺陷，这类事情常有发生。正当科学家们一筹莫展、陷入重重困难的时候，日震被发现了，他们怎能不喜上眉梢呢!

在不算长的几十年时期内，日震学已显示出其强大的生命力，太阳的内部结构，各层次的温度、压力、密度、化学组成、自转和运动情况等等，无不通过太阳振动的研究而获得了大量前所未知的信息。说实在的，这些信息对于建立和完善已有理论，譬如黑子是怎么产生的、黑子周期的本质等，都是必不可少的。科学家们相信，日震与地震的某些性质应该或可能有相似之处，运用我们已掌握的对地震波的研究成果，再经过相当时间的观测和探索，我们一定会越来越深入地认识我们的这个太阳，再扩大一步来说，乃至其他恒星。

我们也不必讳言，到目前为止，太阳整体振**为我们解决的问题只是初步的，还远没有它提出的问题那么多。太阳整体振**是怎么产生的?从各种不同角度导出的种种周期与整体振**是什么关系?各种周期之间又是什么关系?这些都还是未知数。

如果把太阳振**比作是一条走向探知太阳内部的康庄大道的话，那么，我们才刚踏上征程，大量的开舡作还在后头。

太阳活动与地球旱涝

对于人类而言，旱涝是重大的自然灾害之一。大范围与持久的旱涝，会给人类带来严重的损失。因此，人们早就在研究旱涝的规律与成因，以求能及时地预报与预防。

旱涝的发生是有一定规律可寻的。有些具有明显的周期性，有些则是随机的。当然，这里说的周期，并不是严格的周期，而是准周期。比如，我国降水变化大约有30～40年的周期，而长江中下游地区的降水，平均周期为35年。黄河流域的大干旱具有80～90年的周期。渤海的严重冰情大约10年左右发生一次，等等。

我国的水文、气象学界十分重视对旱涝规律的研究。由于旱涝主要决定于气候演变，追根溯源，就是做气候演变规律的研究。我国悠久的历史上留下了丰富的水文、气象、物候的记事，为这方面的研究提供了宝贵的资料。这个优势是外国所不具备的。

研究表明，气候的若干周期与太阳活动周期有明显的对应关系。比如长江年径流量变化具有约22年的周期，淮河有约10年的周期，而西江、黄河、永定河与松花江流域有40年左右的周期。这些周期与太阳活动的基本周期颇为一致。

近500年来，我国东半部地区的干旱指数具有2—3年、8—10年、22～26年的明显周期，这些周期跟太阳活动的几个周期很接近。

除了周期对应之外，太阳活动对气候的影响，即使在同一地区或同一流域，在不同的时期也是不一样的。比如在长江下游地区，太阳活动峰年与谷年附近，旱涝次数比其他年份要多。特别是，在峰年附近，涝的次数比旱的多；而在谷年附近，旱的次数比涝的多。如果就整个长江流域来说，也大致是这个情况。即在太阳活动峰年附近雨水多，易涝；在谷年附近雨水少，易旱。近500年来黄河流域的水旱情况，存在有“强湿弱干”的规律，也就是太阳活动强时，雨水较多；在太阳活动弱时，雨水较少。不过这种关系仍然很复杂，在太阳活动峰年时不一定有大水，而可能在活动峰年过后一两年才发生大水。

北京地区在近250年中，多雨的年份一般在太阳活动的谷年和峰年及其后一年，而少雨的年份则在谷年与峰年前一两年。

有人还研究了以耀斑爆发为主的太阳短期活动与天气的关系，也得到了许多有趣的结果。比如在四川盆地，太阳强耀斑后，常有多雨或大晴天天气出现，而在普通耀斑后，常出现比较异常的天气，如突然下冰雹等。

根据国内外的研究，太阳活动对大气、气候的影响是相当复杂的。同样是太阳峰年，有的地区是涝，而有的地区却是旱。这种差别的原因可能在于各地的自然地理条件不一样。

在研究太阳活动与大气、气候的关系时，人们也在探讨为什么有这种关系?究竟太阳是怎样影响地球天气、气候变化的?但至今没有一个完满的答案。

大家知道，大气运动的主要动力是太阳辐射热（以“太阳常数”为代表）。如果太阳总辐射发生变化，就能引起大气环流的变化，导致某些地区发生干旱或洪涝。理论上估计，太阳常数变化1％，就会发生这种情况。可是，经过几十年的地面观测以及近年来通过人造卫星的观测，所得的结果都表明，太阳常数基本上保持不变。因此，这条路就被堵死了。

人们提出了几个间接的原因来说明太阳活动对气候的影响。有一个是“大气臭氧的屏蔽作用”的假说。在地面上空20～30千米的大气层中，臭氧的含量特别丰富，因而被称为“臭氧层”。臭氧能大量地吸收太阳的紫外线，使人类与生物免受太阳紫外线的辐射而遭到伤害，没有臭氧层的保护，包括人类在内的地球上的所有生物就存在不了。

臭氧是由太阳紫外线辐射产生的。在紫外辐射强时，臭氧含量就多；在紫外辐射弱时，臭氧含量就少。所以，臭氧含量多少或臭氧层厚薄，跟太阳活动有直接的关系。在太阳活动峰年时，紫外辐射最强，臭氧含量达最大；在谷年时，臭氧含量最少。

臭氧层对紫外辐射进入低层大气和到达地面有明显的屏蔽作用。臭氧多时，进入低层大气和地面的能量减少，地面温度也因之有所降低；反之，则增高。这就会导致大气的反常变化。但是其中详细的机制等情况，仍然是不清楚的。更有人提出，全球臭氧含量与太阳活动关系是反相关的，即在太阳活动峰年时，臭氧含量反而达到最小。这方面的分歧是很大的，所以对于臭氧的屏蔽作用仍要进一步弄清。

近年来，由于大气电过程的观测与研究比较深入，所以有人提出“雷暴事件的触发”假说。地球大气中经常发生雷暴。雨云中带正电荷的部分与带负电荷的部分相遇，就发生雷鸣闪电，下起瓢泼大雨或暴雨。研究发现，雷暴事件与太阳活动有关系。太阳活动强时，耀斑比较多。耀斑产生的大量高能质子能穿到地球大气的低层（20千米以下），触发雷暴的发生。观测发现，耀斑发生后4天，全世界范围的雷暴增强和欧洲雷暴事件的发生达到极大。

另外，宇宙线也能穿到大气低层，促使大气发生电离。宇宙线也是雷暴的源泉之一。地面宇宙线的强弱都受到太阳活动的调制，所以，雷暴事件与太阳活动是密切相关的。

但是，目前对于雷暴的过程，以及太阳如何影响大气变化，导致旱涝，仍然没有研究清楚。不过，大多数科学家认为，太阳活动通过大气电过程影响天气，可能是一个较好的途径。

未来，在弄清了太阳活动与地球大气、气候的关系后，人们也许可能通过太阳活动来做比现在准确得多的天气预报。

日珥之谜

太阳光球的上界同极活泼的色球相接。由于地球大气中的水分子和尘埃粒子将强烈的太阳辐射散射成“蓝天”，色球完全淹没在蓝天之中。若不使用特殊仪器，色球是很难观察到的，直到20世纪，这一区域只有在日全食时才能看到。当月亮遮掩了光球明亮光辉的一瞬间，在太阳边缘处有一勾细如娥眉的明亮红光，仅持续几秒钟，这就是色球。

色球层厚约8000千米。日常生活中，离热源越远的地方，温度就越低，然而太阳大气的情况却截然相反，光球顶部的温度差不多是4300℃，到了色球顶部温度竞高达几万度，再往上，到了低日冕区温度陡升到百万度。太**理学家对这种反常增温现象一直不能理解，到现在也没有找出确切的原因。