“神七”发射时,我国气象局除了预报是否刮风下雨外,还会预报太阳活动情况,因为这会影响到“神七”的通讯和测控。而太阳活动变化的“导火索”是通过电离层传达到地球上的,目前人类还没有能力预报宇宙天气,因此追踪“电离层”的活动也成了全球天文学家们的课题。昨天,全球青少年“电离层监测”中国南京站在田家炳高级中学设立。31名中学生每天将花上一个小时的时间追踪电离层的变化,并与全世界的研究者共享数据,一同分析,为预报宇宙天气出一份力。
短波收音机全靠电离层
什么是电离层?紫金山天文台“太阳活动团组”首席位研究员黄光力博士告诉记者,电离层是地球大气层最高的一层,位于地球上空75~1000公里处。电离层可以按海拔高度分为好几层,每层电离程度不同,电离层每天都在随着太阳的干扰而发生变化。白天时电离层在太阳的影响下高度电离,而夜晚,因为太阳在地平线下面,宇宙射线则占主导地位。
黄博士说,电离层虽然离我们比较遥远,却和日常生活密切相关,比如央视前段时间就进行了太阳未来活动的“空间天气”预报。因为当时正在神七发射过程中,太阳的剧烈变化可能会对飞船或宇航员的安全造成影响。再如短波通讯、收音机,这些信号都要通过电离层反射才能收到。打个比方,如果电离层是一面镜子,受到剧烈影响,可能会被打碎,信号反射就达不到预定地点。
监测仪器并不复杂
电磁层应该如何监测?记者在现场看到一个红色的小匣子,黄光力博士说,这就是学生们监测电磁层的核心。
一个重量不过一斤左右的小红盒、一副天线、一台电脑,这样一组设备就可以进行“电离层监测”了。“监测设备的造价不是很高,但技术含量很高,由斯坦福大学研制的设备其实是无线电接收器,可以接收地球电离层的信号,但它变化的原因来自于太阳。”黄博士说,即使刮风下雨也不影响无线电波监测。而这个小红盒也是相关机构赠送给学校的。
太阳的活动都能监测到
田家炳高级中学的物理教师张雪峰是负责监测指导的教师之一。“第一批选了31名学生,都是有兴趣,物理学得比较好的。”张老师说,其实监测系统是可以自动工作的,而且24小时连续不停。学生主要负责搜集数据,并和斯坦福大学数据收集中心提供的参考值做对比。“如果有一些异常,可能就是新发现。”张老师说,学生监测“宇宙天气”操作起来不是特别困难,因为斯坦福大学提供了全套的学习用书,并已翻成中文。“每天的日升日落变化、太阳黑子、耀斑,以及闪电现象,都逃不过我们的眼睛。”
宇宙天气变化无常,如果能把电离层的具体变化与太阳的变化一一对应,确定因果关系,那就能发现规律。目前中国仅有北京101中学和南京田家炳高级中学获准参与这项数据搜集。
快报记者 黄艳 安莹