網友：我聽說太陽極性的測試顯示它的極性正在發生變化，并且地球也會發生相同的事情。請問你有關于這方面的任何信息嗎？如果你有的話，請問這種現象會産生什麼結果？

回答：太陽每11年經曆一個太陽黑子的周期，即每11年，太陽黑子的數量會由小到大，再由大到小，進行循環往複。實際上，這一循環周期應該為22年，因為當太陽黑子的數量達到最小值時，太陽黑子的極性翻轉了。一般來說，太陽黑子一般是成對的，一個有北極磁性，另一個有南極磁性。

在任何一個單循環中，在太陽的南或北半球上，北極磁性太陽黑子不在南極磁性太陽黑子的西邊，就在它的東邊。在下一個單循環中，它們倆的極性就翻轉了。用确定黑子極性同樣的方法，科學家可以通過觀察磁極所在的部分太陽表面來确定太陽整體的極性。這體現了太陽磁場是随着太陽黑子的磁場極性的轉變而轉變的。

我們也知道地球的磁場在過去翻轉過很多次。我們可以通過很多方法得知，如當海底火山在海床由中心向外噴發時，其岩漿中包含的鐵元素（主要是磁鐵礦）随着地磁場磁力線結晶。當海床運動、伸出斷裂帶時，我們就得到了一份很棒的地磁場曆史，如同得到了一份記錄地磁場極性的磁帶。裡斷裂帶最近的海床是最新的，離斷裂帶最遠的是最古老的。如果你觀察結晶的直線，你會發現與斷裂帶平行的結晶帶都指向北方，然後某一時間突然都指向南方，再指回北方，等等等等。這便是地磁場經常翻轉的明顯證據。

這一切造成的結果，我并不确定。沒有人真正理解為何地磁場會這樣。我們隻知道的是磁場是由地球深處内核外部的液體鐵鎳物質對流所産生的。那裡非常深，以至于即便有大的反應活動，我們也沒法辨别出來，除非通過地震的仔細檢測，或者是地磁場翻轉之類的事件才能發現。

地球磁場的主要部分主要在地核裡組成。地核像發電機一樣将熱流和組合對流的能量轉變為電力和磁場力。磁場向地核外延伸，穿過地幔，一直延伸到地表，到那裡它大約是一個偶極子。偶極子的極與地球上的地理極點很接近。在赤道磁場上，地表磁場力強度為3.05×10^−5 T，2000年紀元磁偶極矩為7.79×10^22 Am2，每世紀下降近6%。地表裡的對流運動是混亂的，磁極會有所漂移并周期性地改變運動路線。這會造成主要磁場的長期改變和不規律間隔的磁場逆轉，平均幾百萬年會發生好幾次。最近一次磁場逆轉發生在大約七十萬年前。

太陽有一個會在太陽表面發生變化的磁場。它的極場有1-2高斯（0.0001-0.0002T)，而太陽黑子的磁場通常是3000高斯(0.3 T)，太陽日珥的磁場是10-100高斯(0.001-0.01 T)

磁場也會随着時間和地點有所變化。準11年太陽周期是太陽黑子數量和大小變化最顯著的時期。

太陽黑子在光球層上是可見的暗斑，對應了從太陽内部到表面的被抑制的對流熱傳輸的磁場濃度。這樣一來，太陽黑子會比周圍光球層的溫度稍微低一些，所以它們顯現黑色。在典型的太陽活動極弱期，幾乎看不見太陽黑子，偶爾完全看不見。那些可視的太陽黑子通常出現在太陽活動較強期。當太陽周期逐漸向弱期過渡時，太陽黑子會逐漸向太陽赤道靠近，這是一個被稱為斯波勒定律的現象。最大的太陽黑子可以到達成千上萬公裡的距離。

一個11年的太陽黑子周期是半個22年巴布科克-萊頓發電機的周期，這相當于環形和極向太陽磁場之間能量的振蕩交換。在太陽周期的最強期，外部極向偶極磁場的強度接近于它的動力周期的最小強度，而内部環形四極磁場的強度則接近于它的最大強度。這時候的發電機周期，在對流區内的浮力上升流通過光球層産生了環形磁場，産生了一對大緻沿東西方向排列的太陽黑子，其磁極性相反。太陽黑子對的磁極交替着每一個太陽周期，這種現象被稱為黑爾周期。

在太陽周期的下降階段，能量從内部環形磁場轉移到外部極向磁場，太陽黑子的數量和大小減少。在太陽活動周期極小期，環面場強度最小，太陽黑子相對較少，極向場強度最大。随着下一個11年太陽黑子周期的出現，差分旋轉将磁能從極向場移回環形場，但磁能的極性與前一個周期相反。這個過程持續進行，在一個理想化的、簡化的場景中，每一個11年的太陽黑子周期對應着太陽大尺度磁場的整體極性的變化。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 鄭佩瑜- Kristine Spekkens

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