科普中国空间站天和核心舱精准入轨，那里的天气怎么样？

　　4月29日11时23分，搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭，在我国文昌航天发射场点火升空。大约494秒后，长五B成功将天和核心舱送入340-450公里的近地轨道运行，等待空间站其他部分对接汇合。
　　有网友把中国空间站比喻成太空别墅，一个别墅住着是不是舒适，不仅仅要看别墅本身，也要考虑别墅所在位置的环境和当地的气候条件等待外部因素。运行在近地轨道上的天和核心舱所处的环境，并非很多小伙伴想象的那样只有冷寂，同样是波澜壮阔、风云变幻。下面就与各位小伙伴聊聊天和核心舱所在位置的空间天气。
　　所谓的空间天气是借用了生活中的天气这个词。天气是短期现象，一般的三五天内，刮风、下雨叫做天气，气候则是长期的，几十年跨度内变化的。空间天气就是描述三五天之内影响空间站（包括地面）人类活动的由太阳爆发引起的近地空间发生的现象。
　　太阳大气是太阳外边的大气层，从里向外为光球层，色球层和日冕层。太阳大气的温度在光球500km之上的色球边缘温度最低约4500摄氏度，然后随高度增长，在过渡区温度迅速增长，在10000km高度的日冕区底层边界，温度已达到百万摄氏度以上。
　　我们用肉眼看到的太阳是一个圆的发光表面，这就是光球层。在全日食的时候，我们可以从照片上看到环绕日食的亮环，而且还可以看到有一些亮的结构。这就是太阳大气的最外层-日冕。
　　太阳大气与地球大气不一样，地球大气是围绕在地球周围的，大多数气体分子跑不出地球的引力范围。观测表明，日冕温度可以达到百万K以上，从而产生很大的向外的热压力，太阳的引力无法吸引住太阳大气，太阳大气就从四面八方向外膨胀而去，随着与太阳距离的增加，压力也逐渐减少，直至银河系气体的压力最后阻止其膨胀。日球层就是太阳大气向外膨胀在银河系中占据的空间。
　　太阳大气向外膨胀的物质流叫做太阳风，它是一种等离子体，主要成分是质子和电子，也包含少量的重离子。太阳风在银河系中占据的空间叫做日球层，大约有100个天文单位大小（一个日地平均距离为一个天文单位，大约1.5亿千米）。
　　地球磁层是地球磁场被太阳风压缩后所占据的空间。由于地球外面的空间并不是绝对真空，而是浸在日球层之中的。导电的太阳风压缩了地球测测，把它压缩在一个有限大小的空间里面。这个空间就叫做地球磁层。在向着太阳的方向，地球磁层的边界距离地心有十几个地球半径大，在背着太阳的方向，地球磁层可以伸展到距离地心100多个地球半径以外的空间。
　　太阳爆发主要包括太阳耀斑和日冕物质抛射。太阳耀斑的特征是，在Ha线的观测图像中看到有增亮的区域，持续十几分钟。通常看到两个平行的亮带，其下面的光球磁场极性相反。在相反磁场极性的两个亮带之间看到磁圈。耀斑伴随着多波段的辐射。
　　日冕是一种物质抛射现象，一天中可以看到两三次物质抛射事件。物质抛射事件的光学图像通常由三部分结构组成，亮核、暗腔核亮环。日珥是物质抛射结构的亮核，日珥外面是暗腔，再外面是等离子体的堆积，形成亮环，亮环外面是向外抛射的物质激发的激波。
　　通常，耀斑与物质抛射伴随着发生。耀斑发生在日珥内侧，磁重联使磁能释放，离子受到加速，向下运动使色球氢原子激发发光，形成双带形状的增量区域。日冕物质抛射是日球层内尺度非常大的现象。这些抛射出去的物质在达到地球附近时会导致地球磁层的扰动，严重影响空间环境。
　　太阳爆发时，太阳增强的辐射有三种成分：一是电磁辐射，包括X射线、紫外线等各种波段的电磁波；二是高能粒子辐射；三是等离子体物质抛射。
　　电离层，是地球大气的一个电离区域。电离层受太阳高能辐射以及宇宙线的激励而电离的大气高层。电离层从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度的地球高层大气空域。60千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。
　　我们的空间站核心舱天和就是在这个区域内的轨道上运行，所以这个区域内的空间天气变化将影响空间站的正常运转。
　　太阳爆发时增强的紫外线辐射会导致电离层的电离度增加，从而使电离层对电波的吸收增加，使通过电离层传输的电波强度减弱，甚至导致空地通信中断。电离层的变化还会使电波的折射增加，从而使定位精度变差。
　　太阳高能质子和电子在地球极区大气的沉降，会导致极区的电离层电离增加，导致对电波的吸收增加。增强的太阳高能质子和电子通量也会使得飞船舱外宇航员或者使空间站太阳能电池板收到增加的辐射剂量的照射。
　　进入空间站舱内的高能粒子还会影响舱内高科技器件的性能，使空间站仪器失效。随着技术水平的提高，电子元器件做得越来越小，高能粒子的影响就越来越大。
　　日冕物质抛射出的等离子云，经过20小时到40小时的运动，到达地球磁层，产生磁暴、极光。磁暴期间，地球热层大气受热上升，这会导致在其中运行的空间站受到的阻力增加，导致空间站飞行高度降低，使空间站飞行寿命减少。磁暴期间在磁层内加速的高能粒子也会对空间站产生影响。
　　统计表明，人造地球卫星的失效数量与太阳爆发活动的数量成正比，太阳爆发导致的空间天气灾害是导致人类近地空间卫星失效的因素，因此，虽然我国空间站的核心舱-天和已经精确进入预定轨道，但在今后长期的运行过程中，我国的空间站和其中的宇航员将面临各种恶劣空间天气的挑战。
　　哪有岁月静好只不过是有人替你负重前行。我们在为祖国的航天成就欢呼和自豪的时候，背后是无数科学家和航天员为之流血、流汗付出的不懈努力。相信他们一定能克服困难，再创佳绩。
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