宇宙线对地球气候的影响 - 原子核物理评论.PDF

第 21卷 第 3期 原 子 核 物 理 评 论 Vo1．2l。No．3 2004年 9月 NuclearPhysicsReview Sep．，2004 文章编号 ：l007—4627(2O04)o3一o2l8一o7 宇宙线对地球气候的影响 贾焕玉 (西南交通大学现代物理研究所 ，四川 成都 610031) 摘 要：对宇宙线影响地球气候 的一些观测结果和物理机制的研究进行 了总结和概述，主要讨论 了 宇宙线对大气中化学反应、云形成过程等 的影响，并给 出了羊八井宇宙线观测站对宇宙线流强和大 气参量 日变化的初步观测结果． 关 键 词 ：宇宙线；地球气候 ；关联；时间变化 中图分类号 ：P142；O571 文献标识码 ：A 1 引言 Friis—Christensen6【在报道 中指 出，全球云量与银 河宇宙线强度问存在强关联．一般认为 ，地球覆盖 宇宙线是来 自于宇宙空间的高能带电粒子流． 云变少，会引起地球变暖．据观测[7]，2O世纪到达 尽管在太阳和星际空间也可能产生这些粒子，但其 地球大气的宇宙线平均减少了 15 ．如果云量与宇 主要来 自于银河系或银河系外．原初宇宙线主要 由 宙线强度的关联被证实，也许就意味着令全世界关 质子组成 ，另外还有约 1O 的氦核和不超过 1 的 注的地球变暖问题是(或部分是)由宇宙线流强变化 其它原子核．随着科学技术的发展，宇宙线对人类 活动的影响变得很重要．比如，由于长距离的通讯 引起 的．自此人们对这一重大问题进行 了许多讨论 和争论[8 ，现在仍然存在着巨大分歧口 ¨]．除此 依赖于稳定的大气 电离层，宇宙线会对此造成影 响．另外，随着人类航天活动的频繁，宇宙线不仅 而外 ，宇宙线流强变化和其它大范围大气过程间也 会对宇航员造成辐射伤害，宇宙线 中的某些高能粒 可能存在关联 ，并且有人提出了几个宇宙线影响大 子还可能对航天器上的仪器仪表 、计算机和太 阳能 气过程的机制 ，观测结果也表明有这些关联存在的 电池等造成损坏[1]．总之，随着技术的进步和发展 ， 迹象 ． 宇宙线对人类活动的影响将 日益增加． 位于中国西藏的羊八井宇宙线观测站是世界著 本文主要讨论宇宙线对地球环境 的另一类影 名宇宙线广延空气簇射 (EAS)观测站，其AS7阵 响，即对地球大气过程和天气的作用．宇宙线带给 列工作于 3TeV和 8TeV 以上能区，具有很高的 地球的能量 (～10 W ／cm )与天气过程 的能量相 宇宙线事例触发率 ，并能连续记录，适合于研究甚 比可 以忽略，但宇宙线具有使空气 电离的能力，大 高能以上宇宙线流强的变化[1]．在已有的宇宙 气层 中60km 以下到三四km 以上的电离主要是 由 线影 响大气过程 的模型 中，甚高能 以上能量 EAS 宇宙线引起 的．进人地球环境 中的宇宙线会受到太 具有重要作用 ，因此我们用羊八井宇宙线观测站来 阳活动的调制 ，太 阳活动变化或其它原因引起宇宙 研究宇宙线变化与大气气象参量间的关系． 线流强的变化可能导致气候 的变化．首先提 出这一 本文主要