2017年高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)黑子

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▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)黑子

太陽(yáng)的光球表面有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些暗的區(qū)域，它是磁場(chǎng)聚集的地方，這就是太陽(yáng)黑子。黑子是太陽(yáng)表面可以看到的最突出的現(xiàn)象。一個(gè)中等大小的黑子大概和地球的大小差不多。黑子的形成和消失要經(jīng)歷幾天到幾個(gè)星期不等。當(dāng)強(qiáng)磁場(chǎng)浮現(xiàn)到太陽(yáng)表面，該區(qū)域的背景溫度緩慢地從6000攝氏度降至4000攝氏度，這時(shí)該區(qū)域以暗點(diǎn)形式出現(xiàn)在太陽(yáng)表面。在黑子中心最黑的部分被稱作本影，本影是磁場(chǎng)最強(qiáng)的區(qū)域。本影周?chē)惶凇⒊蕳l紋狀的區(qū)域被稱為半影。黑子隨太陽(yáng)表面一起旋轉(zhuǎn)，大約經(jīng)過(guò)27天完成一次自轉(zhuǎn)。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)黑子的成因

仔細(xì)觀察黑子可以發(fā)現(xiàn)，一個(gè)發(fā)展成熟的黑子是由中心顏色暗黑的部分和其周?chē)岛诘牟糠纸M成。前者是黑子的本影，后者為黑子的半影。黑子是太陽(yáng)光球上的低溫區(qū)，本影區(qū)的絕對(duì)溫度在4000℃左右，半影則為5400℃。所以，黑子其實(shí)并不黑，只是因?yàn)樗臏囟缺裙馇虻停旁诿髁恋墓馇虮尘耙r托下顯得黑。

導(dǎo)致黑子溫度低的直接原因則是因?yàn)樗陨砭哂袕?qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度約在1000高斯~4000高斯之間，比地球上的磁場(chǎng)強(qiáng)度高上一萬(wàn)倍。強(qiáng)磁場(chǎng)能夠抑制太陽(yáng)內(nèi)部能量通過(guò)對(duì)流的方式向外傳遞。所以，當(dāng)強(qiáng)磁場(chǎng)浮現(xiàn)到太陽(yáng)表面時(shí)，該區(qū)域的背景溫度緩慢地從5700℃降到4000℃左右，使該區(qū)域以暗點(diǎn)形式出現(xiàn)，即黑子產(chǎn)生。

黑子傾向于成群出現(xiàn)。一個(gè)發(fā)展成熟的典型黑子群由兩部分組成，由于太陽(yáng)自轉(zhuǎn)，西邊的部分總是在前面，稱為前導(dǎo)部分；與其對(duì)應(yīng)，東邊的就稱為后隨部分。前導(dǎo)和后隨黑子的磁場(chǎng)極性相反，一個(gè)表現(xiàn)得如北磁極（N），另一個(gè)則表現(xiàn)得如南磁極（S），這樣的黑子群也因此稱為雙極黑子群。黑子群中也存在只有一種極性的單極群和極性分布復(fù)雜的多極群。一般來(lái)說(shuō)，黑子群越大，磁場(chǎng)極性越復(fù)雜，磁場(chǎng)強(qiáng)度越大。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)黑子的成長(zhǎng)

日面上經(jīng)常形成許多黑子群。每個(gè)黑子群中的黑子有一、二個(gè)至幾十個(gè)，每個(gè)黑子的直徑大小約有幾百至幾萬(wàn)千米。黑子群的大小則以它在日面上的面積來(lái)表示，單位是太陽(yáng)半球面積的百萬(wàn)分之一。一百個(gè)面積單位跟地球面積相當(dāng)，普通黑子群的面積為幾百個(gè)面積單位，大黑子群的面積則能達(dá)到幾千個(gè)面積單位。

黑子群的演化過(guò)程通常由簡(jiǎn)單變復(fù)雜，再變簡(jiǎn)單。起初，它是個(gè)小黑點(diǎn)，逐漸發(fā)展成由兩個(gè)極性相反的大黑子構(gòu)成的雙極黑子群。兩個(gè)大黑子間又有很多小黑子，大黑子在逐漸增大的同時(shí)，距離越來(lái)越大，然后逐漸分裂，最后消失。黑子群壽命短的只有1天~2天，長(zhǎng)的可達(dá)幾個(gè)月，大部分黑子群的壽命可以持續(xù)10天~20天。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)黑子的活動(dòng)周期

1843年，德國(guó)天文愛(ài)好者施瓦布通過(guò)自己1826年——1843年間的日常黑子觀測(cè)，首次發(fā)現(xiàn)日面上黑子數(shù)量的多少存在11年左右的周期變化。

1848年，瑞士天文學(xué)家沃爾夫首次提出用黑子相對(duì)數(shù)（或叫做沃爾夫數(shù)）來(lái)表示里面可見(jiàn)半球黑子的多寡，其定義為R=K (10g+f)，其中g(shù)和f分別表示日面上出現(xiàn)的黑子群和黑子數(shù)目，K值則會(huì)因天文臺(tái)的觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡（口徑和焦距）、觀測(cè)方法（如目視還是照相）、觀測(cè)地的天氣條件（大氣透明度和視寧度）以及觀測(cè)者的情況（技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)和穩(wěn)定度）而不同。對(duì)于固定的儀器和成熟的觀測(cè)值，K值接近于常數(shù)。經(jīng)過(guò)沃爾夫的搜集和整理，基本上不間斷的每日黑子相對(duì)數(shù)記錄可向前推到1818年，黑子相對(duì)數(shù)的月均值可推至1749年，年均值可向前推到1610年。

從長(zhǎng)期的黑子相對(duì)數(shù)記錄可見(jiàn)，黑子相對(duì)數(shù)的平均值明顯的表現(xiàn)出11年左右的周期性，最短為9.0年，最長(zhǎng)為13.6年。從黑子數(shù)的多寡以及太陽(yáng)10.7厘米射電流量的變化，就能很容易看出太陽(yáng)活動(dòng)的這種周期變化。黑子相對(duì)數(shù)的年均值的極大和極小年份，分別稱為太陽(yáng)活動(dòng)的極大年（峰年）和極小年（谷年）。通常，也將黑子相對(duì)數(shù)年均值相對(duì)高的太陽(yáng)活動(dòng)極大年和其相鄰的幾年，稱為太陽(yáng)活動(dòng)高年；黑子相對(duì)數(shù)年均值相對(duì)較少的太陽(yáng)活動(dòng)極小年和其相鄰的幾年，稱為太陽(yáng)活動(dòng)低年。

兩次相鄰極小年之間為一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周。人們規(guī)定以1755年極小年起算的活動(dòng)周為第一周。目前太陽(yáng)活動(dòng)正處于第24周的太陽(yáng)活動(dòng)高年。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)黑子的活動(dòng)形態(tài)

在太陽(yáng)活動(dòng)周開(kāi)始時(shí)，南北半球黑子群的平均緯度在30°附近，隨著時(shí)間推移，黑子出現(xiàn)的緯度逐漸向太陽(yáng)赤道轉(zhuǎn)移，在極大年附近為15°左右，在活動(dòng)周結(jié)束時(shí)，黑子群的平均緯度約為8°；同時(shí)，在每一活動(dòng)周的末尾，新的黑子群又開(kāi)始在高緯出現(xiàn)，形成前一周黑子在低緯和新一周黑子在高緯同時(shí)存在的情形，這樣的情形大約維持一年左右。如果把日面緯度作為縱坐標(biāo)，以時(shí)間作為橫坐標(biāo)，將黑子畫(huà)在圖上，我們就得到一串翩翩起舞的美麗的蝴蝶形圖樣。

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