| 설명 |
태양은 표면 온도가 6,000 ℃이고, 중심부의 온도는 약 1,500만 ℃에 이르므로 막대한 양의 열과 빛을 내놓는데, 그 양은 무려 9.2×10"{22} kcal에 이른다. 그러나 지구는 태양으로부터 약 1억 5,000만 km 떨어져 있기 때문에, 지구에 이르는 태양 복사 에너지의 양(태양 상수)은 약 2cal에 지나지 않는다. 태양 복사 에너지는 수소가 원자핵 융합 반응에 의해 헬륨으로 변할 때 생기는 질량 결손에 의한 에너지이며, 우리의 일상 생활에 필요한 에너지의 근원일 뿐만 아니라, 여러 가지 기상 현상이나 바다에서의 해류의 원동력이 되기도 함. |
| 설명 |
태양활동의 성쇠는 태양면 위의 자기장의 큰 변동에 따라 발생되는 여러 가지 현상에 의하여 특징지어진다. 태양활동의 변동은 태양대기의 심층부 내에서의 순환에 근원이 있다. 광구 바로 아래의 10^5 km 부근까지의 영역에는 복사평형상태가 이루어져 있지 않고 대류운동이 에너지수송에 큰 역할을 하고 있다. 이 대류가 자기장의 국지적 요란에 의하여 부분적으로 억압되기 때문에 흑점과 같은 어두운 부분이 발생된다고 한다. 흑점의 수명은 1주일 정도로부터 수개월간이며, 태양의 자전과 더불어 서쪽에서 동쪽으로 약 27일의 주기로 이동한다. 태양흑점의 활동을 수량적으로 표시하는 데에는 상대태양흑점수가 사용되고 있으며, 그 주기는 평균 11.1년이다. 그러나 활발한 활동주기에서는 극대기가 비교적 빨리 나타나고, 활동도가 둔할 때에는 늦게 나타나는 경향이 있기 때문에 극대기의 간격은 8~16년의 변동이 있다. 흑점은 태양의 적도를 중심으로 하여 양반구의 비교적 저위도에 나타난다. 또, 극대기에는 15°까지, 극소기에는 8°까지 범위가 좁아진 후 갑자기 출현범위가 고위도까지 확장되었다가 다시 축소되어가는 과정을 되풀이한다. 흑점자기장의 세기는 100~4,000 가우스이며, 1가우스 정도의 지구자장에 비하면 매우 강한 편이다. 이 자기장의 극성은 북반구와 남반구가 반대로 되어 있으나, 극대기를 경계로 한 그 전의 11년과 그 후의 11년으로 극성이 반전한다. 따라서, 진짜 태양주기는 11.1년의 배인 22.2년이 되는 셈이다. 또한, 55~57년과 80~90년의 장기주기설도 알려져 있다. 광구에 흑점이 나타나면 그 주위에 이상발달한 흰반점이 나타나 이 가까이의 채층 소영역에서 태양플레어가 발생하는데, 그 발생원인은 흑점군의 자기장변화와 연관되어 있다. 태양활동의 변동에 따른 태양복사의 전체에너지의 변동은 매우 작으나 X선영역•극원자외영역•전파영역에서는 변동이 심하다. 자외•가시•적외의 영역에서는 그다지 큰 변화는 없다고 생각하고 있으나, 꼭 그렇다고 단정할 수는 없다. X선복사플럭스는 태양흑점주기에서 크게 변동한다. 흑점극소기에는 20Å 이하의 복사가 현저하게 감소되었으나, 극대기에 가까워지면 X선복사가 증대하고 특히 단파장영역에서는 더욱 현저하며, 2~8Å영역에서는 극대기가 극소기의 수백 배에 달한다. X선의 강도변화에는 태양자전에 의한 27일간 주기가 존재하므로 흑점이나 플레어가 존재하는 활동중심이 발생원인임을 짐작할 수 있으나, 그 발생원은 플로큐러스영역임이 관측결과 확인되었다. 따라서, X선복사플럭스는 플로큐러스의 활동도에 따라 크게 변동하여 수백 %까지에도 달한다. 또, 태양플레어의 출현에 따른 X선복사의 이상증가가 생겨 플레어의 시상에 따라 크게 변동한다. EUV 복사가 태양활동도에 따라 변동한다는 것은 태양자전으로 인한 27일간주기가 존재한다는 것으로 알수 있으나, 플레어 발생시에는 수십%의 증대가 나타난다. 태양전파의 에너지도 태양활동도의 변동에 따라 변동하여 태양요란의 지표로서 사용된다. 특히, 데시미터파는 지상으로부터 전파망원경으로 언제나 관측할 수 있고 또한 EUV의 변동과 매우 상관관계가 좋아 간접적인 지표로서 사용된다. 전자복사와 더불어 상층대기의 에너지원으로서의 하전입자복사도 태양활동도에 따라 크게 변동한다. 특히, 플레어영역으로부터는 높은 에너지의 전자나 양자가 태양우주선으로 되어 날아온다. 태양활동도의 변동은 지구의 상층대기에 직접적으로 큰 영향을 끼친다. 극지방의 상층대기는 지구자장의 구조상 태양활동도의 변동에 가장 민감하게 반응한다. 태양활동이 극대일 때 가장 강해지는 태양풍의 변동에 의하여 극지방의 전리권에 요란현상이 일어나는데, 이것을 극자기폭풍이라고 부른다. 그 예로서 극광이 가장 일반적인 현상이다. 태양플레어로부터의 X선, 높은 에너지 하전입자류, 자기장을 가지고 있는 고속의 플라스마는 전지구적 규모에서도 전리층•자기폭풍 등을 일으켜 지구폭풍이라고 불리고 있다. X선복사는 D층 전자밀도를 증가시켜 델린저현상을 일으켜 단파통신에 장애를 준다. 태양플레어가 발생한 지 1~3일 후에는 자기장과 전자유체파를 가진 플라스마가 지구 가까이까지 접근하여 자기폭풍이나 전리권폭풍을 일으킨다. 태양활동도의 변동과 대류권 내의 기상이나 기후의 변화가 태양활동의 변동과 관련이 있는지에 대해서는 많은 학자들이 의문시하고 있다. 그 이유로서는 태양활동이 기상에 미치는 영향이 적으므로 분석하기 곤란하고, 또한 장소에 따라 나타나는 양상이 반드시 동일하지 않다는 것 외에도 상호 관련에 대한 기구가 명확하지 않다는 점을 들 수 있다. 그러나 기후에 대한 장기변동 연구에서는 '흑점이 증가하면 기온의 연변화 진폭이 커진다', '극기온과 흑점의 장기변화에 평행성이 있다', '태풍발생수와 흑점수는 반비례한다' 등의 조사연구가 있다. 일반적인 경향이라고 말할 수 있는 것은 흑점이 증가하였을 때 ①열대와 극지방의 기온은 상승하고 중위도는 하강하며, ②열대와 극지방의 기압은 내려가고 중위도에서는 올라가며, ③열대와 극지방의 강우량은 증가하고, ④저기압의 발생수는 증가하며, ⑤저지현상이 왕성해지고, ⑥겨울철 편서풍대에서는 파수 2가 우세해지며, 상관계수는 0.2~0.4 정도이고, 2년 정도의 위상차가 있다. 또한, 저위도 흑점에만 주목하면 기상현상과의 관련이 한층 더 명확하게 나타나고 있다고 한다. 태양플레어와 기상과의 관계도 여러 가지로 조사되어 있다. 예를 들면, 플레어의 발생 후에 하부성층권의 온도는 내려가고 중부대류권의 온도는 올라간다. 그 결과 권계면 부근의 중심으로 하여 등압면고도의 상승을 볼 수 있다. 또한, 강수량이 태양플레어가 있었던 날에 증가하는 경향이 있다. 이와 같은 상관관계의 원인으로는 고위도지방에의 높은 에너지 미립자복사에 의한 하부성층권의 오존의 감소가 방아쇠작용을 하고 있다는 설도 있으나 정설은 아니다. |
| 설명 |
태양의 광구에 나타나는 검은 반점. 크기는 망원경으로 겨우 보이는 지름 1,500 km의 작은 것부터 십만여 km에 이르는 다양한 것이 있다. 수명은 작은 것은 1일 이내, 큰 것은 변화하면서 수개월에 이른다. 태양흑점의 밝기는 둘레의 광구에 비하여 40% 정도로 다소 어둡고, 온도는 4,000∼5,000℃로 광구의 6,000℃보다 낮다. 태양흑점이 나타나는 구역은 태양의 자전과 관련이 있는데, 태양의 적도로부터 남북으로 위도 45°의 범위에 한정된다. 태양흑점의 가장 중요한 특징은 온도가 낮다는 것과 강한 자기장을 갖는다는 것인데, 자기력선의 방향은 대략 태양면에 수직이며 안쪽으로 들어갈수록 강하고, 바깥쪽 반암부에서는 수평방향으로 밖으로 퍼져 있다. 자기력의 세기는 100∼4만 G(가우스)이고, 예외는 있지만 크기가 큰 것일수록 강하다. 태양흑점의 온도가 주위에 비하여 낮은 까닭은 강한 자기장 때문에 대류에 의한 에너지 (열) 전달이 방해되는 데 있다. 발생하는 태양흑점의 수는 평균 11.2년을 주기로 증감한다. 이 사실은 흑점상대수에 의해서 가장 뚜렷이 나타난다. |