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全球多地上演震撼“极光秀”:最强地磁风暴背后太阳黑子群“肆虐”

全球多地上演震撼“极光秀”:最强地磁风暴背后太阳黑子群“肆虐”

近期,世界多地出现极光现象,美丽的极光引起了广泛关注。极光现象与地磁风暴活动密切相关。为什么会发生地磁风暴和最近频繁发生的太阳耀斑?对普通人的生活有影响吗?记者就...

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近期,世界多地出现极光现象,美丽的极光引起了广泛关注。极光现象与地磁风暴活动密切相关。为什么会发生地磁风暴和最近频繁发生的太阳耀斑?对普通人的生活有影响吗?记者就此采访了相关天文专家进行解读。

5月11日,据国家空间天气监测预警中心消息,受太阳耀斑爆发和日冕物质抛射影响,5月10日晚至5月凌晨,地球磁场爆发巨大地磁暴。 11、在地球磁场和大气层的共同作用下,一场极光盛宴如期而至。黑龙江漠河、新疆部分地区出现绚丽极光,吸引网友围观。 5月12日凌晨,新华日报《科技周刊》记者赶赴新疆乌鲁木齐以北80公里的五家渠老龙河地区,用无反光镜相机成功记录到了粉色极光。

“地磁风暴,顾名思义,是指地球磁场在短时间内发生剧烈变化。”江苏省天文学会、南京大学天文与空间科学学院首席科技传播专家陈鹏飞教授解释说,地球磁场是由地核产生的,磁力线穿过地球。大气层保护地球上的生命免受宇宙射线和太阳风暴的侵害。当太阳风(带电粒子流)冲入地球时,地球磁场发生巨大变化,引发地磁风暴。地磁风暴的严重程度取决于地磁力线的变化程度。变化越剧烈,地磁风暴就越强。

地磁风暴是如何发生的?陈鹏飞告诉记者,地磁暴可以归因于太阳活动的影响。太阳是一个巨大的等离子体,日冕时不时就会爆炸,释放出巨大的能量。当太阳活动剧烈时,日冕物质抛射能够以每秒数百公里的高速将数十亿吨的太阳能物质抛离太阳表面。这些太阳能材料不仅携带着巨大质量和速度的动能,还携带着强大的磁能。一旦它们撞击地球,就会引起地磁场方向和大小的变化。

中国科学技术大学天文与空间科学学院的滕伟林正在中国科学院紫金山天文台攻读博士学位。他告诉记者,本次地磁暴的Kp指数为9,达到最高水平。 “上一次发生如此规模的地磁风暴是在2003年10月的‘万圣节事件’。”滕伟林表示,正值第23个太阳活动周期极大期,一系列爆炸事件给地球空间环境带来灾难。由于疫情影响,瑞典5万人供电中断,珠穆朗玛峰探险队通讯中断,全球卫星通讯受到干扰。

根据太阳监测数据,目前可见太阳表面存在一个面积非常大、磁场结构复杂的活动区。这个活跃区域被命名为13664,最近异常活跃,这几天一直位于可见太阳表面中心附近。活动的爆发对地球的影响是非常大的。据美国国家海洋和大气管理局称,该活动区域与太阳黑子群AR3664密切相关,大约是地球直径的16倍。滕伟林表示,这次超大型地磁暴事件是由来自13664活动区的多次日冕物质抛射撞击地球引起的。

为什么地磁暴发生时会出现极光? “这实际上是地球大气层中的一种彩色发光现象。”滕伟林解释说,太阳光到达地球只需要大约8分钟,而由于日冕物质抛射是由等离子体和磁场组成的,它们可能需要几天的时间才能到达。地球。但一旦它们到达,就会引发极光。具体过程是:当日冕物质抛射的磁场与地球磁场发生碰撞时,会重新与地球磁场连接,然后带动地球一侧远离太阳的磁场“尾巴”就会重新连接起来。也重新与磁场连接。这些过程将加速大量高能粒子,这些粒子将沿着地球磁场线进入我们的大气层,激发大气中的原子和分子,在两极附近形成“环”形极光区。其中,绿色和红色极光来自于氧原子,而紫色和蓝色极光则往往来自于氮原子。这些颜色交织在一起,在夜空中创造出宇宙灯光秀。

细心的网友会注意到,这次产生的极光是粉色的,而不是大家熟知的绿色。事实上,极光并不只有一种颜色。据不完全统计,可以清晰区分的极光色调有160多种。大部分极光集中在距地球上方90公里到400公里之间。根据《中国国家地理》杂志绘制的人类观测极光示意图:300公里以上,极光以浅红色为主; 200公里至300公里之间,以暗红色为主; 100公里至200公里之间,以绿化为主。 100公里以下,呈蓝色、紫色或多种颜色的混合色。

为什么这次观测到的极光大多是粉红色的?滕伟林告诉记者,这与观测者的磁纬度有关。在中纬度地区,我们能观测到的极光一般发生在距地面250公里至400公里的高空大气层中。其波长为630纳米,呈红色。人眼对该波长不敏感。只有当太阳活动引发强烈的地磁风暴时才可见,并且只有当红光足够亮时才能看到红光。我国的地理位置使我们更容易看到粉红色的极光。

极光的起源是太阳日冕物质的喷射。事实上,我们正在经历一个大约11 年的新太阳周期。美国国家海洋和大气管理局和美国宇航局的科学家表示,我们现在正处于第25个太阳活动周期。太阳活动正在缓慢增强,预计将在2025 年7 月达到峰值,然后回落并在2030 年左右结束。现在已经到了2024 年,即将接近太阳活动的峰值。

2002年,中国气象局成立国家空间天气监测预警中心。经过20多年的建设,预警中心现已能够系统、准确地预报和预警地磁暴等重要空间天气过程。据国家空间天气监测预警中心专家介绍,地磁风暴预警级别从低到高分为四个等级:蓝色、黄色、橙色、红色。太阳耀斑是太阳表面强烈的能量爆发,分为五个级别:A、B、C、M和X。A是最小能量级别,X是最大能量级别。

最近地磁暴频繁发生正常吗?中国气象局国家空间天气监测预警中心空间天气技术研发室高级工程师韩大阳解释,近期地磁暴频繁发生是正常现象。统计显示,5月份以来,地磁风暴已经发生3次,分别是5月3日、5月6日,以及目前5月10日23:00开始的地磁风暴过程,太阳耀斑较多。自5月份以来的短短10多天内,已发生10多起X级耀斑和60多起M级耀斑。 “从目前太阳活动的趋势来看,近期再次发生地磁风暴的可能性较大。”韩大阳说道。

尽管极光很美丽,但它们也会产生一些灾难性的影响。陈鹏飞说:“极光与太阳爆发密切相关,常常对地球的通信、导航和人造卫星的运行产生负面影响。” 5月11日,国家空间天气监测预警中心发布地磁暴红色预警X级。受地磁风暴影响,我国大部分地区电离层将受到干扰,短波通信和导航定位将受到不同程度的影响;高层大气的密度将显着增加,这将导致低轨卫星的轨道衰减加大。例如,去年12月1日,连续3次日冕物质抛射从太阳爆发并撞击地球。由此产生的地磁风暴使风云三号的轨道在一天之内减少了约300米,达到了正常情况下轨道衰减值的近四倍。

陈鹏飞表示,随着磁暴活动逐渐加剧,地球上层大气不断受热,然后膨胀并扩散到更高的空间。这给在轨航天器产生了额外的阻力,并产生类似阻力的减速效应,降低了航天器的轨道高度。高度的降低对应着更稠密的大气环境,这会进一步带来更大的飞行阻力,从而形成“飞行速度变慢——高度降低——阻力变大——进一步减速——高度下降更快”的循环。对航天器安全构成一定威胁。

江苏省天文学会科技传播专家、南京大学天文与空间科学学院副院长程新教授表示,面对地磁暴的影响,准确预测太阳活动至关重要,但目前只能提前几天预测。这给了我们一些预警时间,运营商可以采取措施保护基础设施免受太阳风暴的严重影响。例如,他们可以战略性地关闭电网、重新调整飞机航线或卫星轨道等。

对于极光爱好者来说,地磁风暴是极其令人兴奋的,因为可以观测到极光。此次,不少网友在黑龙江漠河、内蒙古锡林浩特、新疆阿勒泰地区等地以及英国、挪威、加拿大等中高纬度国家目睹了绚丽的极光,美国、日本和新西兰。

“我的梦想在中国实现了!”星空摄影师张静宜在新疆阿勒泰赶上了20年来最强的极光事件。作为一名星空摄影师,她在世界各地记录过绚丽多彩的极光,但这是她第一次在中国拍摄。张静怡在社交媒体上表示,当时她所面对的北方整个天空都是红色的,各种极光柱肉眼清晰可见。 “那场景真是梦幻啊!”

因为纬度的原因,很多国内网友都遗憾没能打卡,以后还能去哪里“追光”呢?滕伟林说,观测极光的最佳时间是冬季10月至4月无月的夜晚。此时昼短夜长,天色较暗,更有利于观测。观测极光的地点应选择在北方、远离城市、光污染少的地方。漠河是我国最北纬度最高的城市,也是全国观测北极光的最佳地点之一。

极光是一种不可预测的自然现象。一般来说,只有当地磁风暴导致极光爆发时,我国才有机会观测到极光。要确定几天内发生地磁风暴的可能性,可以参考国家空间天气监测预警中心或美国空间天气预测中心的预警信息。观察时要做好心理准备,同时注意保暖,因为乡村晚上可能会很冷。

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7、文章更新时间:2024-05-18 13:52:56
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