地球磁场模拟=一颗肉丸+三色意大利面

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【大纪元2012年02月15日讯】(大纪元记者陈俊村编译报导)美国科学家以超级电脑模拟地球磁层(magnetosphere)和超大的“磁通量绳”(magnetic flux ropes)如何形成,并予以图像化,其结果看起来就像一颗肉丸加上黄绿红三色意大利面。此肉丸就是地球,而三色意大利面就是磁通量绳,亦即使太阳离子气体渗入地球磁层的通道。这种模拟能协助科学家了解太阳风暴的产生与作用。

据橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)网站报导,太阳本身的活动剧烈,它的磁场和核融合(fusion)的能量会对外辐射,喷向外太空并威胁地球,这种现象被科学家称为“太空天气”(space weather)。

尽管地球的磁极会产生磁层这种防护罩,协助抵挡太阳辐射出的离子气体,也就是电浆,但此防护罩并非万能,离子气体偶尔还是能藉由“磁力线重连”(magnetic reconnection)的过程渗入地球的保护层之内,进而在极地地区产生极光或影响人们的生活。

这种太阳风暴可能干扰电子设备,或使电网瘫痪,导致整个地区停电。到目前为止,已知有超过40亿美元的卫星设备因恶劣的太空天气而受损。随着越来越多航班开始飞行接近南北极的航道,乘客暴露在太阳辐射下的风险也相对提高。

加州大学圣地牙哥分校(University of California-San Diego)太空物理学家卡里马巴迪 (Homa Karimabadi)表示,当太阳风暴发生时,人们无法预期它会在地球造成多大的损失。发展这种预测能力是很重要的事。有鉴于此,卡里马巴迪利用橡树岭领导计算设施(Oak Ridge Leadership Computing Facility,OLCF)所有、俗称“美洲豹”(Jaguar)的Cray XT5超级电脑进行模拟,以了解太阳的电浆和磁场如何抵达并穿透地球磁层、如何与地球的电浆和磁场合而为一。

在劳伦斯柏克莱国家实验室( Lawrence Berkeley National Laboratory)的协助下,研究人员将模拟结果做特殊处理,把来自太阳风及太阳磁层的磁场特别标记为特定颜色,因而形成黄绿红三色意大利面这种有趣的图像,其对追踪此作用发生的程度而言,助益不少。

(责任编辑:毕儒宗)

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