空间科学日地物理(即日地关系)是空间物理学的主要部分,是太阳物理学和地球物理学之间的边缘学科
它研究太阳能量的产生、辐射(包括电磁辐射和带电粒子辐射,尤其着重于它们的变化部分)、在日地空间的传播和对地球所产生的影响等整个过程
太阳中心部分的核聚变所释放的辐射能,经过漫长的热扩散过程传至太阳的外层气体而被吸收,产生对流不稳定性,称为对流区
最后大部分能量作为热能传到光球层而向外辐射,能量主要在可见光波段内,这部分能量比较稳定
太阳有复杂的磁场结构,黑子的磁场强度达数百至数高斯(1高斯=10-4特斯拉),它们的极性具有准周期性,因而太阳活动及相关地球物理现象也有准周期变化
冻结于对流区等离子体内的磁场随等离子体的对流、湍流运动弯曲扭转,从而产生一些强的磁场活动区,如表现在光球面上的黑子
储存的磁能在适当条件下会被迅速释放,表现为强烈的太阳活动,耀斑是其中最强烈的
对流区内部分等离子体浮涌出光球和色球,受到加速加热而形成日冕和太阳风
太阳风将太阳磁场带入行星际空间,由于太阳的自转和太阳磁赤道面稍有弯曲,从地球赤道上看,行星际磁场呈阿基米德螺旋线状和具有磁极性相同的扇形结构,从太阳活动区浮涌出色球表面的等离子体,一般又重新落到附近表面,形成闭合的穹形磁力线双极结构,但在有些区域可能出现开放的磁力线,伸展致行星际空间,产生沿磁力线流出的高速等离子体流,这样的区域称为冕洞
异常的太阳活动致使电磁辐射和带电粒子流增强,增强的电磁辐射主要在紫外线、X射线、γ射线和射电波段内的非热辐射,这两类增强的能量虽在总输出能量中所占比例不大,但对地球大气层和空间环境都产生巨大的影响
日地物理学的发展,要求把整个日地系统作为一个有机的整体,进行定量的、综合性的研究
空间物理学还包括太阳-行星系统的研究
经过比较研究,可更好地理解日地系统的物理过程,从而取得对作为一个整体的太阳系的深刻理解
如地球磁层的概念,同水星、木星、土星的磁层比较;地球的大气结构与金星、火星、木星的大气比较;地球的电离层与金星、木星、土星的电离层比较等
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