太陽の活動と、それが地球に及ぼす影響について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
- ア 太陽の黒点の数は、約 5 年の周期で増えたり減ったりする。
- イ 太陽風は、太陽から放出される電気を帯びていない原子や分子の流れである。
- ウ 太陽でフレアが起こると、地球の昼側で短波の無線通信が妨げられるデリンジャー現象が起こることがある。
- エ オーロラは、太陽からの紫外線が地球の上空の大気に直接当たって光る現象である。
太陽の活動と地球への影響
黒点数の約 11 年周期、フレア・プロミネンス・太陽風の性質と、デリンジャー現象・磁気嵐・オーロラなど地球で起こる現象（到達時間の違いを含む）について正誤を判定できる
前提
- 太陽の構造と黒点 （高校地学 太陽系と天体の運動（知識））
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- 太陽系の天体と銀河系 （中学理科 地学分野の用語と知識）
- 太陽の構造と黒点 （高校地学 太陽系と天体の運動（知識））
説明
太陽の表面では、黒点の数が増えたり減ったりし、ときには爆発的な現象も起こります。そこから出た光（電磁波）や電気を帯びた粒子が地球に届くと、通信障害やオーロラなどが起こります。この技能では、黒点数の周期、フレア・プロミネンス・太陽風の性質と、デリンジャー現象・磁気嵐・オーロラが何によって、どのくらいの時間差で起こるのかについて、文の正誤を判定できるようになります。
なぜそうしてよいのか
黒点は強い磁場をもつ場所なので、黒点の多さは太陽の磁気的な活動の強さの目安になります。黒点の数はおよそ 11 年の周期で増減し、黒点が多い時期（極大期）は太陽の活動が活発で、次に述べるフレアなどもよく起こります。
フレアは、黒点の近くで磁場にたくわえられたエネルギーが急に解放され、彩層やコロナの一部が短時間に明るく輝く爆発現象です。フレアが起こると、X 線や紫外線などの強い電磁波と、電気を帯びた高速の粒子が放出されます。プロミネンス（紅炎）は、彩層の高温のガスが磁場に支えられてコロナの中に浮かんだもので、太陽のふち（周縁）では明るい炎のように見えます。太陽風は、高温のコロナから電気を帯びた粒子（プラズマ）が四方へいつも流れ出しているものです。
地球に現れる影響は、「何が届くか」で到着時間が違います。X 線や紫外線は光の一種なので光速で進み、約 8 分で地球に届きます。これが電離層を乱して、昼側で短波の無線通信が使えなくなるのがデリンジャー現象で、フレアとほぼ同時に起こります。一方、電気を帯びた粒子は光より遅いので、地球に届くまでに 1〜数日ほどかかります。これらが地球の磁場を乱すのが磁気嵐で、粒子が地球の磁場に導かれて高緯度地方の上空の大気に飛び込み、大気の原子や分子にぶつかって光らせるのがオーロラです。
手順
選択肢が太陽で起こる現象（黒点・フレア・プロミネンス・太陽風）か、地球で起こる現象（デリンジャー現象・磁気嵐・オーロラ）かを分ける
黒点数については「約 11 年周期で増減し、多い時期ほど活動が活発」で判定する
太陽の現象の性質を確かめる：フレアは黒点付近の爆発的な増光、プロミネンスは彩層のガスがコロナ中に浮かんだもの、太陽風はコロナからいつも流れ出す荷電粒子の流れ
地球の現象の原因と時間差を確かめる：デリンジャー現象は X 線・紫外線（約 8 分で到着、フレアとほぼ同時、昼側）、磁気嵐・オーロラは荷電粒子（1〜数日後）
オーロラは「高緯度地方の上空で、荷電粒子が大気にぶつかって光る」で判定する
選択肢の文の中で入れかえられている語句（電磁波と粒子、約 8 分と数日、低温と高温、など）を見つけて正誤を決める
例題
太陽の活動と地球への影響について述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 黒点の数は約 3 年の周期で増減し、黒点が少ない時期ほどフレアがよく起こる。
イ デリンジャー現象は、フレアで放出された荷電粒子が数日かけて地球に届き、電離層を乱すことで起こる。
ウ フレアで放出された X 線や紫外線は、約 8 分で地球に届き、昼側の電離層を乱して短波通信の障害を起こす。
エ オーロラは、太陽からの紫外線が赤道付近の上空の大気を照らすことで光って見える現象である。
例題の解答
手順 1：アは太陽の現象、イ〜エは地球の現象についての文である。
手順 2（アの判定）：黒点数は約 11 年周期で増減し、黒点が多い時期ほど活動が活発でフレアがよく起こる。周期も多少の関係も誤りなので、アは誤り。
手順 4（イの判定）：デリンジャー現象の原因は荷電粒子ではなく、光速で約 8 分で届く X 線や紫外線であり、フレアとほぼ同時に起こる。イは誤り。
手順 4（ウの判定）：X 線や紫外線は光速で進み約 8 分で地球に届いて、昼側の電離層を乱し短波通信の障害（デリンジャー現象）を起こす。ウは正しい。
手順 5（エの判定）：オーロラは、太陽からの荷電粒子が地球の磁場に導かれて高緯度地方の上空の大気に飛び込み、大気にぶつかって光る現象である。紫外線でも赤道付近でもないので、エは誤り。
手順 6：正しいものはウである。
答え: ウ
よくある誤り
デリンジャー現象と磁気嵐の原因を取り違える誤り。正しくは、デリンジャー現象は X 線・紫外線（約 8 分で到着）による電離層の乱れでフレアとほぼ同時に起こり、磁気嵐は荷電粒子（1〜数日後に到着）による地球の磁場の乱れである。
フレアのあと、すべての影響が同時に地球に現れるとしてしまう誤り。正しくは、光速で進む電磁波は約 8 分で届くが、荷電粒子はそれより遅く 1〜数日かかるので、磁気嵐やオーロラはデリンジャー現象より遅れて起こる。
黒点が少ない時期ほど太陽の活動が活発だとしてしまう誤り。黒点は周囲より暗いので活動が弱く見えるが、正しくは黒点は強い磁場の場所で、黒点が多い時期（約 11 年周期の極大期）ほどフレアなどの活動が活発である。
オーロラが低緯度の地方でよく見られるとしてしまう誤り。正しくは、荷電粒子が地球の磁場に導かれて磁極に近い高緯度地方の上空に入りこむので、オーロラはおもに高緯度地方で見られる。
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。
入口の問題
この技能を使う問題
ある日、太陽面の大きな黒点群の付近で、大規模なフレアが観測された。このフレアと、それにともなって地球で起こる現象について述べた文として適当なものを、次のア〜カからすべて選べ。
- ア フレアにともなって強い X 線や紫外線が放射され、地球の昼側の電離層が乱されて、短波の無線通信が途絶えることがある。
- イ フレアにともなって放出された大量の荷電粒子は光と同じ速さで進むため、フレアの観測から約 8 分後には地球で磁気嵐が始まる。
- ウ フレアにともなって放出された荷電粒子が地球の磁気圏に流れ込むと、オーロラがふだんより低い緯度の地域でも見られることがある。
- エ フレアは、黒点の数が少ない時期（太陽活動の極小期）に多く発生する傾向がある。
- オ フレアは、黒点付近の磁場にたくわえられたエネルギーが、短時間のうちに解放されることで起こると考えられている。
- カ フレアが起こっている領域は、黒点と同じように周囲より温度が低いため、Hα 線で観測すると周囲より暗く見える。
太陽の構造と活動について述べた文として正しいものを、次のア〜カからすべて選べ。
- ア 黒点は周囲の光球より温度が低いために暗く見える部分で、強い磁場をもっている。
- イ 太陽表面に現れる黒点の数は、およそ 11 年の周期で増減する。
- ウ フレアは光球の下にある対流層の内部で起こる爆発現象であり、太陽の外側からは観測できない。
- エ 大規模なフレアが起こると、その数日後に地球で磁気嵐が起こることがある。
- オ 太陽風は、光球から放出される電気的に中性な原子の流れである。
- カ 黒点の数が多い時期には、太陽全体が放射するエネルギーは黒点の少ない時期に比べて大きく減少する。