南京大学陈鹏飞：太阳爆发现象每年给地球带来几十亿人民币的损失

以下为演讲全文：

各位搜狐科技的朋友们，大家好，我是南京大学天文与空间科学学院的陈鹏飞，从事太阳物理方面的研究。今天很高兴和大家聊聊我所研究的太阳爆发现象及其对地球的影响。

众所周知，太阳是生命的源泉，这是因为太阳为我们地球上生命的存在和繁衍提供着恰恰好的光和热。在浩瀚无垠的宇宙中，太阳其实只是一颗非常普通、块头比较小的一颗恒星，但是由于我们地球到太阳的距离只有1亿5千万公里，所以太阳看起来是最亮的。

太阳光照到地球附近，每平方米提供的能量大约是1366瓦，跟一个平常烧水的电炉差不多。考虑到地球的横截面积，太阳光照到整个地球的功率是170万亿千瓦，那我们全世界80亿人的生活、工作、生产需要多少电呢？大约是28亿千瓦，由此可见，太阳能几乎是取之不尽，用之不竭的。

很多人会好奇，太阳为什么会发出这么强的光呢？原来在太阳内部占了1/ 4半径的核心，那里的温度压强特别的高，以至于那里可以发生氢元素的核聚变反应，四个氢原子核有机会撞在一起聚变成一个氦原子核。

高中化学元素周期表告诉我们，四个氢原子的质量比一个氦原子的质量要重千分之七，这也就是说在氢元素聚变成氦元素的过程中，总的质量会减少千分之七，那减少的质量跑到哪去了呢？原来它变成了光子，根据爱因斯坦著名的质能公式，E=mc²，也就是减少的质量乘上光速的平方，那就是太阳光的能量。

太阳光的能量是可以测量的，我刚才说了，太阳光照到地球附近的功率是每平方米1366瓦。根据这个数据，然后再根据地球到太阳的距离是1亿5千万公里，我们便可以计算出来为了发光，太阳一秒钟会减少多少质量。

计算结果表明，太阳每秒钟质量会减少40亿公斤，也就说“嘀嗒”一下，太阳的质量就少掉了40亿公斤，怪不得小时候老师经常跟我们说，一寸光阴一寸金呐！这个结果也告诉我们一个深刻的道理，那就是最有效的减肥方式不是去喝减肥茶，而是让自己在工作岗位上发光。

太阳看起来是一成不变的，那这只是一个假象，这是因为我们用肉眼在可见光波段看着它。如果我们用极紫外或者X射线望远镜去观测太阳的话，你会发现太阳是极其复杂、丰富多变的，这时候你会发现在任何时候太阳上都有成百上千个像火山爆发一样的喷流以及增亮等现象。正是因为这些此起彼伏的小型能量释放过程，使得虽然太阳表面只有5 700度，而它的大气日冕达到了一两百万度。

太阳大气中时不时还会有突出的结构，就像太阳带了一个“耳环”，我们把它称作日珥，每个日珥的寿命大概是几天或者几个星期，最后因为平衡被破坏，以每秒钟几百公里的速度抛向太空。一旦日珥抛向太空，在日珥的下方的太阳表面附近会出现明亮的太阳耀斑，是太阳大气中最剧烈的爆发现象之一。

每次耀斑的持续时间也就是几十分钟到几个小时不等，但它释放出来的能量相当于100亿颗原子弹的总能量。我们知道全世界人口才80亿，一次太阳耀斑释放出来的能量就相当于全世界人手一颗原子弹同时爆炸的总能量。与此同时，抛射的日珥带着周围日冕几十亿吨的物质，以几百上千公里每秒的速度朝着太空飞奔而去，形成极其壮观的日冕物质抛射现象。

日冕物质抛射可能朝任何方向传播，也就是说也有可能朝着我们地球撞击过来，在经过1-4 天的传播之后会到达地球，如果这些物质和高能粒子直接撞击地面的话，那会给我们地球上的生命带来很大的麻烦，很大的破坏。

幸运的是我们地球有磁场和大气层在保护着我们。即使这样，受到扰动的地球磁场会产生地磁暴现象，高能粒子会轰击地球大气，形成美丽的极光。通常极光只有在南北极附近才能看得到，但去年的一次剧烈太阳爆发现象使得人们在北京郊区也能看到极光。

在天上运行的卫星经常会受到太阳爆发现象的骚扰。一方面，太阳爆发加速的高能粒子会轰击卫星，使得卫星充电、放电，有可能导致卫星烧毁。另外一方面，太阳爆发撞击地球大气，使得地球大气密度升高，从而增大卫星的阻力，有可能导致卫星的轨道继续下降甚至坠毁。

2022年2月，马斯克一次性发射49颗星链卫星，结果由于太阳上的一次小型爆发，导致一次小型地磁爆，就有40颗训练卫星发射失败，坠毁到大气层，这大概是马斯克第二懊恼的事情。

听到这个，你可能会好奇，那马斯克最懊恼的事情是什么？我想他最懊恼的应该是他去年全力以赴帮助特朗普当选美国总统。即使在地面，我们的电网、石油管道短波通讯也会受到太阳爆发的干扰。

在1990年海湾战争期间，由于太阳爆发干扰地球电离层，导致短波通讯失灵，美国军队无法进行无线电联系，也以至于他们一度以为是俄罗斯人在捣鬼。1989年，一次强烈的太阳爆发直奔地球而来，产生强烈的地磁暴，使得加拿大魁北克省的一个水电站烧坏了。这座水电站负责了魁北克省和美国5个州的用电，而这次断电导致600万人在寒冷的冬天度过了9个小时。正是由于太阳爆发现象的频繁发生，使得地球上平均每年要损失几十亿人民币。

所以说太阳物理不只是探索天体爆发现象，它也跟我们的国计民生息息相关，我们课题组正在不断分析望远镜的观测数据，也在通过计算机对太阳爆发现象进行数值仿真，还利用人工智能对太阳爆发现象的物理本质进行深入研究，期望能够更好地理解太阳爆发现象的物理机制，并预报太阳爆发现象的发生。谢谢大家。

除本篇外，搜狐科技还将通过多种方式全方位呈现嘉宾们关于前沿科技发展的洞见和思考。

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