沙龙纪实 | 宗秋刚：从太阳风暴到地球极光

博雅哥说

本文是第42期博雅沙龙活动纪实，地球与空间科学学院宗秋刚教授与同学们展开了活泼且深入的讨论与交流。在本次沙龙活动中，老师和同学们的深入探讨主要围绕下列问题展开：

●世界各地的极光观测

●彗星的彗尾、太阳风及太阳黑子

●地球磁层的形成与极光产生的关系

●太阳风暴引发地球磁暴的整体过程及影响

Vol.382

博雅沙龙

从太阳风暴到地球极光

12月23日下午，第42期博雅通识教育沙龙于北京大学廖凯原楼如期举行，主讲嘉宾为《地球与空间》课程的主讲教师宗秋刚教授，沙龙主题为“从太阳风暴到地球极光”。两个小时的活动中，宗秋刚老师与北京大学本部和医学部的同学们一起，从极光的活动、太阳活动与太阳风暴、地球磁层与极光的产生、空间天气的效应等各个角度展开讨论；老师还为同学们分享了学术界对极光的乃至整个空间认识的科学史，空间科学的发展现状以及人类认识空间的前沿问题。沙龙参与者与主讲人问对阐发，话题遍及基本等离子体物理、磁层物理、空间探测、行星科学、宇宙学等领域，氛围踊跃。

图为宗秋刚老师

宗老师首先为同学们分享了世界各地的极光观测，如弥散极光、分立极光、极光弧、射线状极光等不同形态，其中就有宗老师在南极和德国亲自拍摄的极光图像。宗老师指出极光是他个人投身空间科学的原动力，并向大家分享了自己追随极光，从南极到德国再到北极的求学、科研经历。宗老师又分享了卫星对X射线极光和紫外极光的观测，针对沙龙参与者对X射线极光的疑问，为同学们普及了电子轫致辐射（bremsstrahlung）的概念，并介绍了极光的谱学特点。

图为同学在听讲

宗老师从马王堆帛书中先民描绘的二十九种彗星彗尾形态讲起，介绍了彗星存在离子彗尾（ion tail）和尘埃彗尾（dust tail）两条彗尾的事实，并介绍了早期科学家从离子彗尾观测发现太阳风的逸闻。宗老师展示了通过日全食和人造日食对太阳风活动的观测，展示了太阳风暴从太阳表面向地球传输的全过程。宗老师还介绍了太阳黑子的形态，不但展示了太阳黑子的11年周期性变化，还列举了我国先秦两汉典籍中对太阳黑子的记录描述。提到太阳的周期变化时，宗老师还讲到了电影《2012》中的末世假说与太阳活动周期的内在联系，介绍了其时学界对第23个太阳活动周预报存在的争议。

图为宗秋刚老师（右）、助教（中）和同学

宗老师进一步介绍了地球磁层的形成与极光产生的关系。介绍地球偶极子磁场时，宗老师针对同学们的问答，纠正了许多初等教育中对地球磁场产生机制的错误内容，介绍了地球的磁流体发电机原理，并从地磁场中带电粒子运动的角度介绍了极光的成因，形象地将极光比附于显像管电视机的工作原理，也驳斥了网络上流行的一些对极光形成过时的错误说法。

图为宗秋刚老师

最后，宗老师进一步介绍了太阳风暴引发地球磁暴的整体过程，并以通讯、电力等系统为例介绍了磁暴对人类社会的重要影响，强调了空间科学研究的现实意义。并对比地球磁层，介绍了太阳系其他具内禀磁场行星的磁层特性，介绍了人类对太阳系其他行星及太阳系边缘的探测计划，指出从行星际空间到星际空间的探索是我国和全世界卫星探测的最前沿。

图为助教在解答同学的问题

作为课堂的延伸，沙龙让同学们对关于太阳活动与地磁现象的科学知识有了更深入的了解，并进一步激发了同学们对空间物理的兴趣。在近两个半小时的讨论后，同学们仍然意犹未尽，希望能和老师有更多的交流讨论。

祁箫 摄影 /  香怡 编辑  /  梁时 校对

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