地磁暴極光是什么怎么回事?地磁暴是太陽風(fēng)與地球磁場(chǎng)相互作用的結(jié)果,它與極光有著密切的關(guān)聯(lián)。地磁暴通常在太陽活動(dòng)時(shí)發(fā)生,這時(shí)太陽風(fēng)中的帶電粒子流與地球磁場(chǎng)相互作用,導(dǎo)致地球磁場(chǎng)發(fā)生變化,進(jìn)而引發(fā)極光。極光是一種自然現(xiàn)象,當(dāng)太陽風(fēng)帶電粒子流進(jìn)入地球磁場(chǎng)時(shí),會(huì)激發(fā)大氣層中的氣體分子,產(chǎn)生美麗的極光。
地磁暴對(duì)極光的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.增強(qiáng)極光的亮度:地磁暴發(fā)生時(shí),太陽風(fēng)帶電粒子流進(jìn)入地球磁場(chǎng),使得極光得以增強(qiáng)。在極端情況下,極光的亮度甚至可以在地面上產(chǎn)生肉眼可見的效果。
2.改變極光的形狀:地磁暴會(huì)改變極光的形狀,使其從一條簡(jiǎn)單的弧線發(fā)展成為一張巨大的“綠幕”。這是因?yàn)榈卮疟?huì)導(dǎo)致地球磁場(chǎng)發(fā)生變化,從而改變帶電粒子流的運(yùn)動(dòng)軌跡。
3.延長(zhǎng)極光的持續(xù)時(shí)間:地磁暴發(fā)生時(shí),帶電粒子流進(jìn)入地球磁場(chǎng)的速度較慢,因此極光的持續(xù)時(shí)間會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)。在某些情況下,極光甚至可以在夜空中持續(xù)數(shù)小時(shí)之久。

地磁暴極光能持續(xù)到明年么
太陽風(fēng)爆發(fā)時(shí),一次日冕物質(zhì)拋射(CME)能將數(shù)以億噸計(jì)的太陽物質(zhì),以數(shù)百數(shù)千米每秒的高速拋離太陽表面。這些物質(zhì)攜帶巨大的動(dòng)能和磁場(chǎng)能,一旦命中地球,太陽風(fēng)中的帶電粒子流會(huì)與地球磁場(chǎng)相互作用,引發(fā)地球磁場(chǎng)全球性的劇烈擾動(dòng),這就是地磁暴。地磁暴分為小、中、大、超大、特大5種,預(yù)警指數(shù)用Kp表示,即全球磁場(chǎng)指數(shù),反映的是每3小時(shí)地球磁場(chǎng)活動(dòng)的情況,數(shù)值越大對(duì)應(yīng)的地磁活動(dòng)越強(qiáng)。本次地磁暴就屬于第三等級(jí)。
地磁暴可以驅(qū)使地球高層大氣微粒運(yùn)動(dòng)加劇,造成大氣受熱膨脹,向更高空間擴(kuò)散。當(dāng)日冕物質(zhì)攜帶太陽能量與地球相遇后,其中一部分會(huì)在地球磁場(chǎng)的吸引下去往地球磁場(chǎng)最強(qiáng)的南北兩極,并與距離地面100~400千米高的大氣層發(fā)生撞擊。撞擊后的能量被大氣原子與分子的核外電子吸收后,又快速得到釋放,釋放的結(jié)果就是發(fā)光,也就是極光的形成,所以地球多在南北兩極出現(xiàn)極光。但如果抵達(dá)地球的太陽高能帶電粒子極強(qiáng),和地球磁場(chǎng)發(fā)生相互作用產(chǎn)生特別強(qiáng)的地磁暴,有些高能帶電粒子會(huì)在中緯度或低緯度地區(qū)進(jìn)入大氣層,在中低緯度地區(qū)產(chǎn)生極光。所以說,極光并非地磁暴,而是它的“副產(chǎn)物”。另外,不同顏色的極光來自不同原子,紅綠色極光來自氧原子,藍(lán)紫色來自氮原子。由于地表有一定弧度,使地球本身遮擋一部分遠(yuǎn)方物體。如果觀測(cè)點(diǎn)離極光太遠(yuǎn),就只能看到高度更高的紅色極光了。因此,在中國(guó)看到的極光大都是紅色,而在北極圈內(nèi)看到的多為綠色。
地磁暴的發(fā)生跟太陽活動(dòng)有著密切關(guān)聯(lián)。太陽表面的噴發(fā)或爆發(fā)活動(dòng)一般有大致周期(11年左右)。2019年12月是本輪太陽活動(dòng)周期的起點(diǎn),現(xiàn)在正處于上升階段。目前的監(jiān)測(cè)顯示,本次上升階段的太陽爆發(fā)活動(dòng)較上一周期更強(qiáng)。2023年以來,2~4、7、9和11月都發(fā)生了較大的地磁活動(dòng)。本輪太陽活動(dòng)周期可能會(huì)在2024~2025年達(dá)到峰值,這期間極光爆發(fā)概率會(huì)超過平常年份,也意味著我國(guó)北方地區(qū)再次觀測(cè)到極光的可能性大大增加。
屆時(shí),深夜的天空會(huì)美得“炸裂”,但也會(huì)給人類生活帶來一定影響。空間站可能會(huì)因大氣拖拽造成軌道高度下降,衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備的定位精度和導(dǎo)航可靠性可能會(huì)降低,航空飛行也會(huì)面臨通信環(huán)境變差和跨極區(qū)輻射的雙重風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)公眾來說,地磁暴可能會(huì)短暫干擾通信系統(tǒng)和電力系統(tǒng),如手機(jī)定位、通信,電力供應(yīng),信鴿放飛等,而其他方面影響并不大。因此,最初的地磁暴預(yù)報(bào)都是面向航天及管網(wǎng)服務(wù),近年來才拓展到對(duì)公眾服務(wù),加之我國(guó)地處中低緯度,受到地磁暴的影響沒有高緯度地區(qū)大,而且我國(guó)電力部門近幾十年對(duì)地磁暴也做了很多防護(hù)措施,就目前的觀測(cè)結(jié)果來看,地磁暴對(duì)我國(guó)的輸電安全影響不大。未來兩年,地磁暴或?qū)⒃佻F(xiàn),于大多數(shù)公眾而言,不失為捕捉和欣賞美麗極光的好機(jī)會(huì)。