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二十年一遇最强地磁暴 带来五颜六色“极光秀”丨封面科考队

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简介封面新闻记者张峥从10日晚开始,地球开始上演“灯光秀”。中国新疆、甘肃、内蒙古、黑龙江等地,红光、蓝光、绿光混合呈现,二十年一遇的宇宙级浪漫就此开启。网友们对极光有满满的热情继去年底我国北方多地出现极...

封面新闻记者 张峥

从10日晚开始 ,地球开始上演“灯光秀” 。

中国新疆、甘肃、内蒙古、黑龙江等地,红光、蓝光、绿光混合呈现,二十年一遇的宇宙级浪漫就此开启。



网友们对极光有满满的热情

继去年底我国北方多地出现极光后,今年5月10日-11日,二十年来最强地磁暴,带来更强烈、更炫目的极光秀。


戴建峰在新疆阿勒泰地区富蕴县拍到的极光

“11日晚、12日晚估计地磁暴仍将继续,极光会有所减弱。”5月11日,封面新闻记者采访了深圳天文台高级工程师郑建川,“估计今天多地都开启了朋友圈极光直播模式,不少人还将陆续打飞的去看极光。”

特大地磁暴上演

据国家空间天气监测预警中心消息,北京时间5月10日23时到5月11日11时,地球出现地磁活动,分别为9小时Kp指数(即全球磁场指数,数值越大对应的地磁活动越强)为9的超大地磁暴,3小时Kp指数为8的特大地磁暴,目前地磁活动仍在持续中 。


国家空间天气监测预警中心地磁暴Kp指数

郑建川解释,地磁暴的等级用各地监测地磁的台站记录所定量衡量。目前衡量地磁暴的指数主要有两个:Dst和Kp,通常而言,Dst<-30 nT或Kp达到5即达到小磁暴水平,Dst<-100 nT或Kp达到7即大地磁暴,Dst<-200 nT或Kp达到8则为特大地磁暴。

地磁暴强度大会产生各种颜色极光

在地磁暴进行的同时,大量太阳高能带电粒子随着磁重联的过程与高空中的大气发生接触,伴随着微粒之间能量的交换,地球高层大气开始出现发光现象。

“这次天空没有云,没有月光干扰,极光出现了红橙黄绿蓝各种颜色!”星空摄影师王晋异常兴奋。以往 ,我国看到的极光颜色大多是红色,也有一些绿色极光,但是这次却出现了五颜六色,是什么原因?郑建川告诉封面新闻,极光颜色的不同主要是跟产生高度相关,一般300公里以上会产生浅红色极光、200-300公里产生深红色极光、100-200公里产生绿色极光、100公里以下产生蓝色基色或多种颜色混合的极光,地磁暴强度大就会产生各种颜色的极光。


李硕在甘肃敦煌拍到的“极光秀”

除了阿勒泰 今晚这些地方还能追极光

阿勒泰,满足你对诗和远方的所有幻想。现在,它还满足了你对极光的各种想象。根据国家空间天气监测预警中心的判断,未来三天,受之前多个晕状CME(日冕物质抛射)及冕洞高速流的共同影响,还可能发生小到大地磁暴,甚至更大强度的地磁活动 。昨晚没看到极光的朋友,还有机会。

“我国东北、西北地区甚至华北北部 ,都有机会在深夜到凌晨看到极光。”郑建川说。

地磁暴会不会影响通信?

这次爆发的特大地磁暴会不会对手机信号产生影响 ?马斯克的星链会不会被干扰?郑建川告诉封面新闻 ,地磁暴及其引发的一系列空间环境事件,会给地球带来严重影响 ,比如地磁暴可以损害卫星、电网和电力设施,甚至破坏输油管道;高层大气密度增加,增大了卫星运行阻力 ,从而加快卫星轨道的衰减;热等离子体注入可引起卫星表面充电,高能电子暴可引起卫星深层充电危害;电离层暴可能会影响短波通信和卫星导航等。

“我国属于中低纬区域 ,日常生活,如电子器件、飞行航线等,都不会造成任何明显影响,仅地磁导航会略有偏差。目前还没有收到星链受到影响的消息。”

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新疆极光“美爆了”,专家称这次不同寻常,“引发失眠、犯困”是真的吗?

国家空间天气监测预警中心5月11日09时发布地磁暴红色预警:北京时间2024年05月10日23时起发生地磁暴,最大级别达到超大地磁暴(Kp=9)水平 ,预计未来24小时,磁暴过程仍将持续,后续仍可能发生大地磁暴。

受地磁暴影响,我国大部分地区电离层将会出现扰动,短波通信和导航定位会受到不同程度的影响;高层大气密度显著增加,将导致低轨卫星轨道衰减加剧。以上后续效应请相关部门关注,国家空间天气监测预警中心将密切跟踪事件发展,及时发布预报预警信息。



国家空间天气监测预警中心5月11日9时发布地磁暴红色预警

另外,据新华社报道 ,美国国家海洋和大气管理局10日发布极强地磁暴(G5级)预警,太阳日冕物质抛射引起的地磁暴对地球的影响将从10日持续至12日。这是自2003年10月以来,该机构首次发布最高级别G5级地磁暴预警。

这一太空天气预报中心将地磁暴从弱到强分为G1(弱)、G2(中等)、G3(强) 、G4(严重)及G5(极强)5个级别。该机构主任克林顿·华莱士表示 :“这次地磁暴将是不同寻常、可能具有历史意义的一次事件。”

据美国家海洋和大气管理局介绍,地磁暴会影响近地轨道和地球表面的某些基础设施,有可能干扰通信、电网、导航、无线电和卫星运行,还可能引发极光现象。

地磁暴有什么影响?

作为最典型的太阳爆发活动,一次日冕物质抛射过程,能将数以亿吨计的太阳物质以数百千米/秒的高速抛离太阳表面,不光是巨大质量与速度汇聚成的动能,它们还携带着太阳强大的磁场能,一旦命中地球,就会引发地磁场方向与大小的变化,即地磁暴 。



日冕物质抛射(CME)爆发前两个“蠢蠢欲动”的太阳活动区

地磁暴可以分为以下几个级别:



图为地磁暴级别说明

一些网友表示,大地磁暴给自己身体带来了或多或少的影响。比如就有网友表示最近两天比较困,嗜睡。

地磁暴对我们日常生活究竟有什么影响?

据环球资讯,中国航天科普大使刘勇表示,高能粒子干扰地球磁场产生地磁暴,对人类的身体健康几乎没有影响,但会对人类的航天与通信造成影响。

1.人——对普通人的身体健康没有影响,但对在空间站的航天员与飞越极地航班上的人员有影响。空间站的宇航员需要加强保护。坐飞机跨越极区时,通常来讲辐射会增强,但没有到危险的程度。极地位置地球磁场会有一个开口,太阳风暴产生的高能粒子,集中在这里,通过开口跑到大气层里头。通常有地磁暴时,航班会选择绕过这一地区,更改航线。

2.通信与设备——对人类生活会有怎样的影响呢?高能粒子可能对人造卫星、空间站等人造飞行器造成影响。同时,会影响地球无线电波传播、干扰无线电通信、影响陆地导航。

3.生物——此外,地磁暴也会对一些生物活动产生影响。例如信鸽,其定位和飞行依赖地球磁场 ,因此也会受到地磁暴的影响。

据中国气象局,“地磁暴的发生对公众日常生活的影响微乎其微,对航空器和卫星轨道运行会有一定影响,但也都可测可控。”国家空间天气监测预警中心空间天气技术研发室主任宗位国表示,受地磁暴对磁场的影响,卫星空间站可能会因大气拖曳造成轨道高度有所下降,需加强对轨道的监测并根据需要进行轨道调控;卫星导航设备定位误差可能有所增大,但对公众日常使用导航等功能影响不大。对于航空飞行来说,日常一次国内航班飞行的辐射剂量大约是2至6微西弗,跨越极区的国际航班辐射剂量稍高一些 ,大约为50微西弗,这个剂量是国家安全标准的几十到几百分之一。当发生大地磁暴或太阳质子事件时,航空辐射剂量会有所增加,但一次飞行影响也不大,大家不用担心。对于信鸽放飞来说,地磁暴预报预警对于开展相关活动有较好的指导作用,可提前关注相关空间天气预报预警产品 ,尽量减少在不良天气条件下以及远距离的放飞活动。

另外,据华西都市报,普通人对地磁暴并不需要进行特殊防护,太阳剧烈活动与紫外辐射强弱无关。专家称,“防晒霜和太阳风暴、地磁暴完全风马牛不相及。只有上高原,大气稀薄,紫外辐射强的时候才需要。”

国家空间天气监测预警中心也表示,地磁暴不会对身体健康造成影响 。此前网传的“地磁暴引发失眠、犯困、心慌、烦躁”等,都是谣言或借地磁暴开玩笑,并不科学。

我国多地惊现绝美极光

地磁暴期间,高能粒子从太空落下,撞击空气并使其发光,从而形成极光 。



太阳高能粒子流(太阳风)对地球周边区域/地磁场相互作用的示意图

空气中的分子和原子在与太阳物质的高速撞击过程中,会发生微观的能量交换 。以氧原子为例,它们会从撞击中接收一份能量,但是由于原子核外电子的特性,电子与原子核之间只能容纳一定额度的能量,超过的部分都会再被释放出来,而释放的形式就是发光。

5月11日 ,据国家空间天气监测预警中心,据受到日冕物质抛射事件的影响,10日晚至11日凌晨,地球磁场爆发了特大地磁暴(kp=9)。在地球磁场和大气的共同作用下,一场极光盛宴如期而至,黑龙江漠河和新疆部分地区全都出现了绚丽的极光。

据红星新闻,5月11日凌晨,新疆阿勒泰。摄影师Jeff的星空之旅拍摄到极光活动,红色、紫色、绿色的极光交相辉映,如梦如幻。



图为微博截图

历史上发生的强地磁暴

造成了哪些影响 ?

1859年

目前已知科学记录的最大地磁暴与极光事件是1859年的“卡林顿事件”,导致欧洲部分地区的电报设备融化和长达8天的恶劣空间天气。由于当时主要依靠蒸汽机和劳力,还没有人造卫星、无线电通信和现代的电力传输网络,太阳风暴并未给地球带来过于严重的灾难。

1989年

1989年3月发生的超级地磁暴,导致加拿大魁北克电网系统完全瘫痪,大部分地区9个小时才恢复供电。这次事件还使澳大利亚输油管道受损,大西洋和太平洋海底电缆出现高压脉冲;美国GOES-7卫星损失了一半太阳能电池 ,致使其寿命缩短一半;日本通信卫星CS-3B异常,卫星上的备用命令电路损坏。

1990年

1990年7月9日,欧洲和北美地区遭受了一次大地磁暴的袭击,导致了航天器和卫星故障、航班延误、电力故障等一系列问题 。

2003年

2003年10月底至11月初期间,太阳上发生了一系列强烈的爆发活动,造成了日地空间环境巨大扰动。受此影响,美国加州中部上空出现了罕见的极光;约半数卫星出现故障,日本先进地球观测卫星-2(ADEOS-2)完全失效;全球范围内的通讯受到干扰,海事紧急呼叫系统瘫痪 ,珠峰探险队通讯中断;全球定位系统精度降低;瑞典5万人的电力供应中断。

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