左圖：太陽(yáng)表面的冠狀亮點(diǎn)圖像表明，磁化活動(dòng)會(huì)慢慢地掃過(guò)太陽(yáng)，類似地球上的羅斯貝波。

　　下圖：羅斯貝波因地球自轉(zhuǎn)時(shí)不同緯度和高度上的角速度不同而引發(fā)。

　　圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

　　今日視點(diǎn)

　　人們熱愛(ài)太陽(yáng)光的溫暖，卻往往忽視我們賴以生存的這顆恒星的暴烈。雖遠(yuǎn)隔億萬(wàn)公里，太陽(yáng)風(fēng)暴對(duì)地球的影響依然巨大，導(dǎo)致的損失難以估量。人類能及時(shí)預(yù)測(cè)太陽(yáng)風(fēng)暴，進(jìn)而降低遭受的損失嗎？美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR）的一項(xiàng)最新研究成果或?yàn)槿祟愵A(yù)測(cè)太陽(yáng)風(fēng)暴提供了可能。

　　NCAR研究人員在近日出版的《自然·天文學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱，太陽(yáng)上存在類似于地球上行星波一樣的長(zhǎng)波，很可能與太陽(yáng)黑子、耀斑等活動(dòng)密切相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)使科學(xué)家今后能從一個(gè)新角度觀察太陽(yáng)，更好地研究太陽(yáng)的活動(dòng)。

　　羅斯貝波，極端天氣的背后推手

　　羅斯貝波是一種行星波，由20世紀(jì)最有影響的氣象學(xué)家卡爾—古斯塔夫·羅斯貝發(fā)現(xiàn)并因而得名。羅斯貝波是地球大氣中的一種非常緩慢的、大尺度的波動(dòng)，波長(zhǎng)（兩個(gè)相鄰槽線或脊線之間的距離）達(dá)3000千米到10000千米。它因地球自轉(zhuǎn)時(shí)不同緯度和高度上的角速度不同而引發(fā)，是地球大氣中自然形成的一種現(xiàn)象。

　　在地球上，羅斯貝波與大氣噴流的路徑和壓力系統(tǒng)的形成有關(guān)，會(huì)對(duì)大氣氣象造成很大影響，因而成為天氣預(yù)報(bào)的重要理論依據(jù)。也曾有研究認(rèn)為，北半球與大氣環(huán)流模式有關(guān)的一些極端天氣，如2010年的俄羅斯熱浪、2013年的歐洲洪水，極有可能與羅斯貝波密切相關(guān)。

　　觀測(cè)太陽(yáng)，科學(xué)家等來(lái)一個(gè)機(jī)會(huì)

　　地球上的羅斯貝波形成于大氣中的旋轉(zhuǎn)流體，而太陽(yáng)同樣在旋轉(zhuǎn)，且由于它主要由等離子體組成，在某些方面，就像一個(gè)巨大的磁化海洋一樣。因此，在NCAR科學(xué)家斯科特·麥金托什看來(lái)，太陽(yáng)上存在羅斯貝波并不奇怪。

　　但猜測(cè)到與實(shí)際觀測(cè)到完全是兩碼事。長(zhǎng)久以來(lái)，科學(xué)家們并沒(méi)有把這種波形區(qū)分開(kāi)來(lái)的手段。他們可以利用眾多的衛(wèi)星全方位地觀測(cè)地球，但卻只能站在地球上仰望星空，從一個(gè)角度去研究太陽(yáng)。

　　這一窘境直到2011年才有所改觀。從2011年到2014年這3年里，科學(xué)家們終于找到了一個(gè)前所未有的機(jī)會(huì)，一個(gè)一次性全方位觀測(cè)太陽(yáng)大氣的機(jī)會(huì)。在此期間，他們不僅得到了布設(shè)于地球與太陽(yáng)之間的美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）太陽(yáng)動(dòng)力觀測(cè)站（SDO）的觀測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)還得到了NASA日地關(guān)系觀測(cè)站（STEREO）任務(wù)中兩顆圍繞太陽(yáng)飛行的航天器的觀測(cè)數(shù)據(jù)。三個(gè)觀測(cè)臺(tái)提供了持續(xù)的、360度的太陽(yáng)觀測(cè)視角，直到2014年STEREO的一個(gè)航天器失去聯(lián)系。

　　結(jié)合三顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們可以看到整個(gè)太陽(yáng)，得以在同一時(shí)間進(jìn)行全面的觀測(cè)。NASA戈達(dá)德太空飛行中心的SDO項(xiàng)目科學(xué)家迪恩·佩斯奈爾說(shuō)：“這些數(shù)據(jù)擴(kuò)展了我們的研究邊界，對(duì)于了解太陽(yáng)磁場(chǎng)及太陽(yáng)內(nèi)部活動(dòng)至關(guān)重要。”

　　數(shù)據(jù)挖掘，萬(wàn)千影像中查找波形

　　麥金托什和合作者全面挖掘了在這一窗口期收集到的數(shù)據(jù)，希望能夠看到大尺度波型的出現(xiàn)。

　　研究小組利用SDO和STEREO儀器拍攝的圖像來(lái)識(shí)別和跟蹤太陽(yáng)表面的冠狀亮點(diǎn)。這些亮點(diǎn)分布在整個(gè)太陽(yáng)表面上，并被用來(lái)跟蹤、分析太陽(yáng)大氣的深層運(yùn)動(dòng)。他們將合并后的數(shù)據(jù)繪制在霍夫穆勒?qǐng)D上，這是一個(gè)由氣象學(xué)家開(kāi)發(fā)的研究工具，以突出波在地球大氣層中的作用。通過(guò)分析，研究人員得出結(jié)論，磁化活動(dòng)會(huì)慢慢地掃過(guò)太陽(yáng)，就像在地球上的羅斯貝波一樣。

　　這一發(fā)現(xiàn)使得科學(xué)家能將一系列與磁場(chǎng)相關(guān)的太陽(yáng)現(xiàn)象，包括太陽(yáng)黑子的形成、黑子生命周期、11年太陽(yáng)周期的起源等聯(lián)系起來(lái)。麥金托什說(shuō)：“所有這些現(xiàn)象可能是‘捆綁’在一起的，但我們需要一個(gè)全面的視角來(lái)看待它們。我們相信，數(shù)十年來(lái)人們一直在觀察這些類似羅斯貝波的影響，但卻沒(méi)有把它們整合在一起。”

　　預(yù)測(cè)風(fēng)暴，尚需更全方位的觀測(cè)

　　太陽(yáng)上存在類似羅斯貝波的波動(dòng)現(xiàn)象，這一發(fā)現(xiàn)使科學(xué)家可以從新的角度理解太陽(yáng)的真實(shí)情況，而且可以更好地預(yù)測(cè)太陽(yáng)的活動(dòng)。

       美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)大氣和地球科學(xué)部門(mén)項(xiàng)目主管伊利亞·羅塞夫指出，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)風(fēng)暴的預(yù)測(cè)至關(guān)重要。太陽(yáng)風(fēng)暴是空間氣象惡化的主要驅(qū)動(dòng)力，而惡劣的空間氣象會(huì)對(duì)地球造成嚴(yán)重影響，如損壞太空中的衛(wèi)星，影響通信和導(dǎo)航系統(tǒng)，導(dǎo)致電網(wǎng)停電，其造成的經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)100億美元。

　　但現(xiàn)在就說(shuō)人類可以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)太陽(yáng)風(fēng)暴還為時(shí)過(guò)早?？茖W(xué)家們還需要更廣的觀測(cè)角度和視野，再次對(duì)太陽(yáng)進(jìn)行全方位的觀測(cè)，以更深入地了解這種波的波形和存在的模式。麥金托什說(shuō)：“我們需要一個(gè)圍繞太陽(yáng)飛行的宇宙飛船，持續(xù)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)磁場(chǎng)的演變。”

　?。▌⒑Ｓⅲ?/p>

(責(zé)編：賀迎春、熊旭)