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地磁暴太阳耀斑会有什么影响 地磁暴和太阳耀斑为什么发生
更新时间:2024-05-13 18:52:30

地磁暴太阳耀斑会有什么影响?其实地磁暴和太阳耀斑对地球环境和人类活动都有一定的影响,地磁暴是地球磁场短时间内发生剧烈变化的现象,它可能由多种因素引起,包括太阳风、太阳耀斑、彗星或流星撞击、地震和火山活动等,而太阳耀斑则是发生在太阳大气局部区域的一种最剧烈的爆发现象,在短时间内释放大量能量,引起局部区域瞬时加热,向外发射各种电磁辐射,并伴随粒子辐射突然增强。

地磁暴太阳耀斑会有什么影响

这几天,极光现象在我国北京、内蒙古、黑龙江、甘肃、新疆等地出现,引起人们广泛关注。极光的出现与地磁暴活动密切相关。5月11日9时,中国气象局国家空间天气监测预警中心发布地磁暴红色预警。除了地磁暴,近期太阳耀斑多次爆发,也引发热议。

什么是地磁暴、太阳耀斑?它们为什么发生?对普通人的生活有影响吗?记者采访了中国气象局专家,对人们关心的相关问题进行解读。

极光的产生和绚烂多彩的颜色,与地磁暴的发生有关

“如果不是近期频繁出现的极光,人们可能很少关注到地磁暴。地磁暴对于人类而言,是既看不到又感知不到的。”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洋说。

韩大洋解释,极光的产生与地磁暴的发生有关。地磁暴是指地球磁场出现剧烈扰动的现象,往往表现为地球磁场的方向和大小的快速变化。引发地磁暴的能量则是来自于太阳的爆发活动。在地球磁场与太阳高能物质“对抗”时,大气中的粒子也在吸收着能量,当这些原本不属于它的能量释放出来,就会发生闪光。400千米高度的氧原子释放能量时会产生红色的光,200千米左右高度的氧原子被次级电子激发时会产生绿色的光,100千米左右的氮分子会产生紫色的光,由此形成绚烂多彩的极光。

中国气象局国家空间天气监测预警中心空间天气预报台台长郭建广介绍,最近日冕物质抛射过程较多,造成大地磁暴现象。未来几天,在我国北方高纬度地区如内蒙古、黑龙江、新疆等地,还有机会看到极光。

太阳耀斑则是发生在太阳外部大气层的一种强烈闪光,其能量来自太阳内部积聚的巨大磁场能。一次典型的耀斑爆发会释放很多种不同波长的光,比如波长极短能量极高的伽马射线,还有波长几米甚至更长的射电波,不同波长的光又会出现相差很多倍的增强现象,如软X射线波段比较平时状态能增强5个数量级,而极紫外波段则能增强上百倍。

“耀斑是可以通过光学设备进行观测、拍摄的,不光是在地球上,科学家已经把专门拍摄耀斑的相机搬到了卫星上,24小时不分日升和日落地对它进行实时监测。”韩大洋介绍。

根据太阳活动趋势,地磁暴和太阳耀斑在近期频繁出现是正常的

2002年,中国气象局成立了国家空间天气监测预警中心,经过20多年建设,目前该预警中心能系统并准确地预报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,地磁暴预警级别由低到高有蓝色、黄色、橙色、红色4个级别。太阳耀斑作为太阳表面的强烈能量喷发,分为A、B、C、M、X5个级别,其中A为能量最小级别,X为能量最大级别。

地磁暴和太阳耀斑为何近期频繁出现?是否正常?

韩大洋解释,地磁暴和太阳耀斑在近期频繁出现是正常的。统计显示,5月以来地磁暴已经出现3次,分别是5月3日、5月6日,以及目前还在持续的从5月10日23时开始的地磁暴过程。太阳耀斑就更多一些,进入5月以来的短短10多天内,就发生了X级耀斑10多个、M级的耀斑60余个。

“从目前太阳活动的趋势来判断,近期再次出现地磁暴以及太阳耀斑的可能性是比较高的。”韩大洋说。

太阳

对普通人的生活一般没有什么影响,不会影响身体健康,不需要专门防护

地磁暴和太阳耀斑,会不会对我们的生活产生影响?专家回应,地磁暴和太阳耀斑只会对航空、通信等高技术行业产生一些影响,对普通人的生活一般没有什么影响,也不会影响身体健康,更不需要进行专门防护。

专家解释,太阳耀斑和太阳光很像,只不过它的能量要强上很多个量级。“当耀斑发生时,地球外包裹的电离层就会接收到比日常多得多的照射量,空气粒子快速移动,导致电离层的密度、结构发生改变,原本该反射回地面的无线电波信号受到影响。”由于电离层扰动而发生的短波吸收现象,给现代航空、航海等领域常用的短波通信带来如信号丢失、通信质量变差的问题。

不过,太阳耀斑不会影响普通人的生活。在大气层的保护下,耀斑所有波段的辐射都大幅减少,能够到达地面的部分微乎其微。同时,现代科技有办法来应对耀斑造成的无线电通信变差的问题,比如调整通信频率、改变通信方式等。

当发生地磁暴时,高纬度地区大气在焦耳加热和高能粒子沉降的作用下受热膨胀,并随着大气环流将这种变化传递到全球,引发高层大气密度升高,给运行在500千米以下轨道高度的人造航天器等制造更大的飞行阻力,使其轨道出现明显的衰减,这在航天上叫做大气拖曳作用。还有一类影响是,地磁暴的发生造成地磁信息变化,使得鸽子在飞行途中容易迷路,造成信鸽丢失。

对普通人而言,地磁暴的影响非常微弱,完全可以忽略不计。对空间天气活动给一些行业带来的影响,中国气象局国家空间天气监测预警中心与相关行业部门有长期密切合作,共同探讨针对不同技术系统的应对措施与减缓策略。

太阳耀斑是怎么形成的

太阳大气内充满了磁场,当磁场中的磁能过多时,就会通过太阳活动释放能量,形成太阳耀斑。太阳耀斑是太阳磁场能量突然释放的结果。

在太阳表面,磁场浮现形成“磁通量管”,当磁通量管上的磁场强度超过临界值时,会产生太阳耀斑。

太阳自转携带带有磁场的等离子体流动,使得磁力线形成环绕太阳的螺旋形状。当太阳活动比较强烈时,磁场产生复杂的交叉和纠缠,形成太阳活动区。在活动区域磁场线相互纠缠并形成磁孤立,由于磁场线的张力,磁孤立逐渐趋于不稳定状态,当超过一定的不稳定阈值时,将发生剧烈的扰动,从而形成太阳耀斑。

此外,太阳表面的黑子、光斑等也是影响耀斑形成的重要因素。太阳耀斑是太阳大气局部区域突然变亮的活动现象,是太阳电磁辐射的大规模爆发,持续时间从几分钟到几小时不等。在耀斑爆发过程中,粒子、电磁辐射和高能粒子会被迅速释放并喷发,形成一个巨大的等离子体喷流,这个喷流可以穿越太阳大气层,进入宇宙空间,从而影响地球。

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