什么是地磁暴?太阳“发脾气”对我们会有什么影响?
据中国气象局消息,3月24日、25日和26日三天可能出现地磁活动,其中3月25日可能发生中等以上地磁暴甚至大地磁暴,预计地磁活动将持续到26日。何为地磁暴?地磁暴会对我们造成怎样的影响?记者采访了多位江苏高校学者。
地磁暴会伴随灾害性效应发生
南京航空航天大学李晋斌教授介绍,所谓地磁暴,是指因各种外界因素,如太阳风暴导致的地球磁场的凶猛扰动。太阳风暴吹来时,风暴中的带电粒子冲击地球磁场,就会使地球磁场的强度和方向发生急剧不规则变化。太阳风暴越大,它扩展的范围就会越大。
地磁暴会影响无线电通信,导致通信信号衰减或中断。在长途飞行或跨极地航线上,这可能对飞行员与地面控制中心的通信造成困扰。同时,强烈的磁暴可能会对电力传输系统产生影响,增加输电线路的电流负荷,有时甚至可能导致变压器或其他电网设施损坏,引起电力中断。
相对于航空,地磁暴更为深远的影响在航天领域。磁暴产生的高能粒子可以对在轨卫星造成损害,影响它们的正常运作,这可能导致数据丢失或卫星功能故障。对在国际空间站等环境中工作的航天员来说,磁暴期间的辐射增加可能对航天员有安全问题,通常需要采取额外的防护措施。
去年我国曾多次迎来地磁暴
在2023年,我们就曾多次迎来地磁暴。去年12月1日晚,受太阳日冕物质抛射(CME)爆发影响,地球出现3小时Kp指数为7的大地磁暴,3小时Kp指数为6的中等地磁暴,(Kp指数即全球磁场指数,它的范围是0到9,数值越大表示地球磁层活动越剧烈)。伴随着地磁暴而来的还有绚丽的极光,在漠河、内蒙古多地甚至连北京都能看到。
相对于我国,地理纬度差不多的美国能够看到极光的频率更高一些,这又是什么原因呢?专家解释,地球的磁场分布非常像在地球内部放了一个条形磁铁,但是磁铁的南北两极并不是和地球的自转轴重合,靠近北半球的部分向西半球有较大的偏移,地球的磁轴和自转轴之间存在约为 12 度的夹角,这导致美国的地磁纬度比较高,因此在美国甚至纬度低至佛罗里达的地方都能看到极光。
对地球影响最大的一次是在1859年
长江学者、南京大学天文与空间科学学院陈鹏飞教授介绍,在历史上,地磁暴对地球影响最大的一次是在1859年。1859年曾有一次非常著名的“卡灵顿太阳爆发事件”,是有史以来记录最强的一次太阳活动。地磁暴爆发的几分钟内,英国格林尼治天文台和基乌天文台都测量到了地磁场强度的剧烈变动。地磁仪的指针因超强的地磁强度而跳出了刻度范围。差不多同时,各地电报局电报机的操作员报告说他们的机器在闪火花,甚至电线也被熔化了。高纬度地区的人们都能看到天空中五颜六色的北极光,午夜时分不用点灯都能阅读报纸。
“卡灵顿事件”造成了长达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。最早报告这一现象的是英国一位叫理查德·卡灵顿的天文爱好者,因此称这次事件被为“卡灵顿事件”。
地磁暴这么厉害,日常出门要不要加强防晒?
“人类不能阻止地磁暴的发生,但我们可以开展空间天气预报,并及时进行防御。”陈鹏飞介绍,科技工作者们的防御手段包括将卫星暂时关闭,或者收起卫星的太阳能板,减少被撞击的面积等。
对于普通人而言,地磁暴最直观的影响大约是防晒困扰。太阳活动如此剧烈,普通人出门是否需要加强防晒,或者进行特殊防护?专家表示,太阳活动增强,地磁暴次数增加,紫外线只会相对增强一些,保持日常的防晒即可,不需要刻意进行特殊防护。在高原上,大气稀薄,紫外辐射强的时候才需要对防晒进行特殊处理。