黑子大黑子多是太陽活動強的表現,黑子溫度比周圍溫度低,黑子大和多的時候(也就是太陽高年)太陽平均溫度高,活動強烈
如題主所說的,在中學教科書上所說的:
這個敘述是沒錯的,黑子的出現是因為日面集中出現強磁場,因為日面等離子體的特殊性質,磁場強的區域會密度大溫度低。所以黑子區域是區域性低溫區域。
而這個觀點:
就有點想當然了。
從黑體輻射的角度理解,太陽的主要電磁輻射取決於太陽表面溫度(大約6000度)。因為太陽表面是氣態的,溫度也是連續變化的,沒有一個特定的“面”來讓我們測量溫度。但是太陽所輻射出的能量通量總量還是非常穩定的。太陽的電磁輻射功率實在是太穩了,所以科學家定義了一個常數來描述太陽輻射功率——“太陽常數”(Solar Constant)描述在1AU(地球的平均公轉半徑)的位置上,單位面積上接受到的太陽輻射,其數值大概是1.362 kW/m²。這個太陽常數和普通的光速c,普朗克常數h不同,這個“太陽常數”是會發生變化的。
在太陽比較活躍的年份,太陽常數的數值比太陽低年高0.1%
太陽高年的黑子數量比較多
下圖是太陽高年和低年的白光成像。
可以看到圖左黑子眾多,總面積差不多佔可視面積的1%,圖右沒有黑子,乾淨。
在這兩種情況下的電磁波輻射量幾乎相同,甚至有黑子的輻射量還要比沒黑子的太陽低年高0.1%。
這個其實還是和太陽內部磁場相關:
太陽高年的時候,太陽磁場看起來是這個樣子的:
在太陽表面(紅線標記)可以有較多的開放磁力線。太陽表面磁場比較雜亂無章,容易出現區域性強磁場的局面,而區域性強磁場的位置就是黑子的位置,太陽高年太陽黑子多就是因為較多的區域性強磁場出現在表面。因為磁場不規則相互作用多,在太陽高年的太陽活動也會越強,會有較多的耀斑,日冕物質拋射等太陽爆發現象的發生。
而在太陽低年的時候,太陽磁場看起來更像是這樣的:
太陽表面的開放磁力線比較少,磁場比較規整,南北極分明。這個時候比較不容易出現區域性強磁場,所以黑子比較少。
回到題主的問題,黑子多是太陽活動強的表現,兩者不是因果關係。黑子確實是區域性低溫,但是整體溫度所反映出的電磁輻射通量沒有明顯變化,所以黑子出現不會讓太陽變涼。
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Pjer內容分類:
精選 射電 程式設計 科研&工具 太陽物理
黑子大黑子多是太陽活動強的表現,黑子溫度比周圍溫度低,黑子大和多的時候(也就是太陽高年)太陽平均溫度高,活動強烈
如題主所說的,在中學教科書上所說的:
太陽黑子是太Sunny球層上出現的暗黑色斑點,它的溫度比周圍要低,所以顯得暗一些。這個敘述是沒錯的,黑子的出現是因為日面集中出現強磁場,因為日面等離子體的特殊性質,磁場強的區域會密度大溫度低。所以黑子區域是區域性低溫區域。
而這個觀點:
既然黑子的溫度比周圍低,那黑子的數量越多、面積越大,太陽的溫度不也會隨之降低嗎?就有點想當然了。
從黑體輻射的角度理解,太陽的主要電磁輻射取決於太陽表面溫度(大約6000度)。因為太陽表面是氣態的,溫度也是連續變化的,沒有一個特定的“面”來讓我們測量溫度。但是太陽所輻射出的能量通量總量還是非常穩定的。太陽的電磁輻射功率實在是太穩了,所以科學家定義了一個常數來描述太陽輻射功率——“太陽常數”(Solar Constant)描述在1AU(地球的平均公轉半徑)的位置上,單位面積上接受到的太陽輻射,其數值大概是1.362 kW/m²。這個太陽常數和普通的光速c,普朗克常數h不同,這個“太陽常數”是會發生變化的。
在太陽比較活躍的年份,太陽常數的數值比太陽低年高0.1%
太陽高年的黑子數量比較多
下圖是太陽高年和低年的白光成像。
可以看到圖左黑子眾多,總面積差不多佔可視面積的1%,圖右沒有黑子,乾淨。
在這兩種情況下的電磁波輻射量幾乎相同,甚至有黑子的輻射量還要比沒黑子的太陽低年高0.1%。
這個其實還是和太陽內部磁場相關:
太陽高年的時候,太陽磁場看起來是這個樣子的:
在太陽表面(紅線標記)可以有較多的開放磁力線。太陽表面磁場比較雜亂無章,容易出現區域性強磁場的局面,而區域性強磁場的位置就是黑子的位置,太陽高年太陽黑子多就是因為較多的區域性強磁場出現在表面。因為磁場不規則相互作用多,在太陽高年的太陽活動也會越強,會有較多的耀斑,日冕物質拋射等太陽爆發現象的發生。
而在太陽低年的時候,太陽磁場看起來更像是這樣的:
太陽表面的開放磁力線比較少,磁場比較規整,南北極分明。這個時候比較不容易出現區域性強磁場,所以黑子比較少。
回到題主的問題,黑子多是太陽活動強的表現,兩者不是因果關係。黑子確實是區域性低溫,但是整體溫度所反映出的電磁輻射通量沒有明顯變化,所以黑子出現不會讓太陽變涼。
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