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图源：pixabay

撰文丨李珊珊

12月1日，来北京看极光，看“扫数寰宇为我精明”——一句比“跟我去看流星雨”更引东说念主的口号，让多量公众关怀到了之前险些从没东说念主提防过的地磁暴局势。

中纬度地区北京为何能看到极光？

极光，是由来自太阳的高能带电粒子“钻入”地球大气层，与大气互相碰撞产生的某种绚丽的“太阳系烟花”。因为地球有地磁场的保护，大多数时候，这些来自太阳的粒子被地球的磁场拿获储存起来，当这些微粒多到无法被全部拿获时，它们就沿着磁力线，从位于地球两极的磁场绽开区域钻入了大气层，东说念主们才看到了极光。这块以地磁极为中心的椭圆形区域，便被称为极光卵。而像北京这种位于北纬40度的中纬度地区，距离极光卵十分远方，这次，确实也看到了极光。

国度空间天气监测预警中心工程师韩大洋向学问分子阐述，这是因为近期的几次太阳爆发——日冕物资抛射（CME），即太阳上方的一团大气被太阳磁场以很高的速率推出来。这种抛射行动的粒子速率不错达到每秒几百以致上千公里，十分于炮弹出膛速率的1000倍。

“寰宇时11月27日有3次日冕物资抛射抛射，28日发生了最大的一次，前边的3次如同为终末1次作念了铺路开说念一般的效果”，这些来自太阳的粒子带着能量来到地球，对地球的磁场产生了高大的冲击，凭证国度空间天气监测预警中心的监测：北京时期12月1日17时至12月2日11时共18个小时内，地球出现了3小时Kp为7的大地磁暴，3小时Kp为6的中等地磁暴，以及11小时小地磁暴——Kp指数是用来示意地磁暴强弱的指数，响应的是每三小时地磁行动的情况，Kp的最高值为9。

这次北京大略产生极光，韩大洋作念出他的判断：“第一个原因是这次的太阳行动比较强，激发的地磁暴强度比较大，其次，可能是因为极光卵的旯旮出现了较大的齿状突起，同期，极光向南的延迟刚好正对着北京的标的；第三个原因则是近期北京的空气质地很好，能见度极高”。于是，在距地高度约100-400公里的电离层中，来自的太阳的粒子与地球大气碰撞制造发光，一系列恰巧下，高空中的光影秀这才被北京地区看到。

而关于这场日冕物资抛射的原因，南京紫金山天文台揣度太阳物理的博士揣度生滕伟霖向学问分子阐述：“最大的一次日冕物资抛射，应该是源于太阳南半球的一个黑子行动区”。

太阳黑子，一个公元前就被东说念主类关怀到了的太阳上的黑斑，是太阳空闲外在之下荫藏的一块“不踏实身分”，愚弄额外的滤镜对着太阳仔细不雅察即不错看到太阳上大的黑子（紧要安全指示：毫不行平直用千里镜不雅测太阳，会致盲）。东说念主们很早即意识到了太阳黑子不错四肢太阳行动的表征，1843年，德国业余天文体家史瓦贝坚抓17年不雅察和统计太阳盘面上黑子变化的平均数目后发现太阳的行动是呈周期性的，这即是太阳周期。咫尺咱们知说念，太阳黑子数目的变化苟简平均每11年一个周期，在一个太阳周期中，太阳行动先逐渐增强再逐渐变弱。咫尺，咱们处于第25个太阳行动周中太阳行动的高涨期。

图说：NOAA发布的太阳黑子行动趋势图，灰色区域和平滑弧线为预期，折线为内容不雅测值。图中可见，太阳行动的高涨幅度卓著预期。

“要持续黑子，不错把太阳比作一碗快乐的粥，在太阳近名义的对流层，闷热的等离子体束缚地翻腾，也把热量从太阳的里面往传闻输。而黑子，经常就是强磁场集会的位置，磁场禁锢了对流，使得黑子区域的温度和亮度都要低于邻近，是以从外面看，它就是太阳大火球上的一块黑斑。”

然而，那边有压迫那边就有不屈，恰是因为有强磁场的存在，黑子过头邻近亦然太阳行动剧烈的区域，那些影响到地球的太阳风暴时时因此而起。这些太阳风暴中，不仅包含日冕物资抛射，还包括耀斑，即太阳发出的全波段电磁波蓦地增强的情况。

“本次日冕物资抛射之前发生了一个接近X1级的太阳耀斑，级别为M9.8级”，滕伟霖阐述说念。耀斑的分级经常分为A、B、C、M、X，字母越靠后级别越高，级别每增高一级，强度增大十倍。

一朝耀斑发生，经常只需要约8分钟30秒即可到达地球，一次大的耀斑破损性极大，其辐射的X射线和紫外线会影响地球的电离层，平直影响近半个地球的无线电通信，佩戴的分米波长的微波则会平直干涉雷达和使用这些波长的仪器与开垦的操作。

没错，以日冕物资抛射与耀斑为代表的太阳风暴为地球所带来的，却不单是是极光这种视觉盛宴。

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超等太阳风暴

是仅次于小行星撞击地球的天文灾害

太阳行动所带来的倒霉中，最令东说念主印象深化的是1859年的卡林顿事件。在是在第10个太阳行动周的极大期隔邻，1859年的8月底，太阳上出现了许多黑子，好多场地夜晚太空亮堂且面容多变。到9月1日到2日，极光出咫尺寰宇各地，古巴、夏威夷、日本和中国的南部都不错看到极光，北半球的极光在赤说念隔邻的加勒比海地区都不错看见，在好意思国的东北部，东说念主们不错在极光下阅读报纸。与绚丽极光相伴的，是其时最为高技术的通信系统——遍布欧洲和北好意思的有线电报系统失灵，正在操作电报的使命主说念主员遭到电击，电报塔发出火花……

那是东说念主类有记载以来最大的太阳风暴，据料到，这种限度的太阳风暴要是发生在当代，可能将变成大限度电力中断、通信中断……从而导致一些难以料想的严重后果。

“在当然灾害中，超等太阳风暴的危害仅次于小行星撞击地球，神秘顾客暗访而况，越发达的国度和地区受到的影响便越大。”韩大洋向学问分子提到。国度空间天气监测预警中心修复于2002年6月1日，其主要职责即是连气儿监测太阳黑子、暗条等，并对可能发生的太阳风暴作念出预告预警，并对国度干系部门和行业提供空间天气管事。

日冕物资抛射与耀斑等太阳行动所带来的影响，极光？那只是趁便制造的驱散。

“电网会遭到蹂躏，大型变压器会被由特大地磁暴制造出的高大电流点火，从而变周详城限度的大断电事故。”

“飞机航班的通信会受到影响，从而变成毒手的’失联’，是以，在太阳行动高年，好多穿过极地的航班都被动修改航路以致取消航班。”

另一个会受到影响的是卫星。卫星所受的影响有两种，“当地磁暴发生时，地球高层大气受热扩张，扩张的大气给低轨卫星带来荒芜的遨游阻力，也就是航天常说的大气拖曳作用。”2022年，一场太阳行动带来的地磁暴一语气拉下了38颗星链卫星。而即便关于也曾入轨的卫星，“来自太阳的高能粒子也很容易变成卫星中枢部件的损坏或者寿命裁减，以致变成静电击穿，使得卫星平直无法使命，而这些卫星的影响响应在大地上，时时即是导航、通信系统的失灵。”

还有一些动物，比如，靠地磁定位的信鸽，会受到太阳行动的影响，“信鸽协会与咱们（国度空间天气监测预警中心）的干系瑕瑜常密切的，他们的赛事都需要筹商空间天气预告”，韩大洋提到。

在国度空间天气监测预警中心，“经常，日冕物资抛射比耀斑的影响要大得多，耀斑的速率最快，是光速，一朝发生，很快就能到达地球，日冕物资抛射则不同，其发出的高能粒子时时需要2-3天才调走完1.5亿公里的日地距离到达地球，“这就给了咱们一个反当令期”。

太阳风暴的危害还推崇为，咱们对高技术、卫星通信、群众收集的依赖越高，在太阳行动眼前，便会越脆弱。2003年10月到11月，西方万圣节前后，一场太阳风暴曾使得多量卫星受到影响，乃至皆备失控。这种情况干涉了群众鸿沟内的通信行动，海事卫星电话系统瘫痪，GPS导航定位精度大幅裁减……为了幸免辐射对东说念主体的伤害，飞机航班不得不裁减高度，以致外洋空间站里的宇航员也不得不垂危回荡到了临时休息舱避险。

2012年年中，太阳上曾发生了一场限度可能与卡林顿事件事件十分的日冕物资抛射。东说念主们曾魂飞魄散地想像过一个最坏的场景——涌现于太阳风暴下的东说念主造卫星被蹂躏、多地变压器被点火，电力系统瘫痪。预测，遭到遑急后，东说念主类需要在通信受阻的情况下断电长达数月……幸亏，那场日冕物资抛射发生在了太阳背对地球的一侧。

然而，在将来，咱们会有那么庆幸吗？

咱们要若何看待顶点空间天气事件？

2012年2月，那次危机的擦肩而过之前，专注于空间天气预测预警的好意思国私东说念主机构预测科学（Predictive Science）首创东说念主皮特•赖利(Pete Riley)在Space Weather杂志上发表了一篇预测著作提到：“异日十年发生卡林顿事件的概率约为12%”。

而在那场擦肩而过的超等太阳风暴之后，科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理执行室主任丹尼尔•贝克（Daniel Baker）在并吞册杂志发表著作宣称：“咱们先进的本领社会确乎相当庆幸”，凭证贝克的预估，要是一样的日冕物资抛射在春分时代撞击地球，后果将不胜瞎想，念念考“21世纪的当代本领如安在如斯严重的太阳风暴事件中流露作用”是一个亟待治理的问题。

2020年，好意思国航空航天局（NASA）和好意思国国度海洋和大气经管局（NOAA）的第25个太阳行动周预测小组文告，自2019年12月起，太阳迈入了宁静的第25个周期。凭证其时的预测，自1980年代以来，太阳的行动一直呈彰着的着落趋势，与以前50年间的大部分时期比较，在异日11年内，太阳行动减少的趋势将抓续下去。揣度小组还预测：太阳行动将在2025年7月达到极大值，并在2030年把握回到极小值。

而到了本年的10月25日，NOAA发布了对第25个太阳行动周的太阳行动的翻新预测，新预测中提到：”与人人小组2019年12月的预测比较，太阳行动将增多得更快，峰值水平更高 ”。更新后的预测自满：第25个太阳行动周中，太阳行动将在2024年1月至10月之间达到峰值。

不外，咱们需要提防的是，贝克在2012年的论文中曾挑升写到：“咱们提防到，本次太阳风暴发生在许多东说念主合计太阳行动相当弱的时期。这再次标明，即使在太阳周期较弱或中等的时期，也可能发生极强以致顶点的空间天气事件。”

那么，咱们需要若何看待顶点空间天气事件，这把悬在越来越依赖科技恶果的东说念主类头顶上的达摩克利斯之剑呢？

愈加精准的预告与预警才略相当紧要。滕伟霖向《学问分子》阐述：正如先前所说的，“日冕物资抛射传播到地球需要一定时期，咱们不错愚弄好这么的时期，研判日冕物资抛射的运行磁场结构以及它在行星际空间中传播的历程，来更好地预测它到达地球的时期以及可能变成的影响，并向社会提前发出预警。”事实上，关于本次地磁暴，包括中国国度空间天气监测预警中心在内的群众各大预告机构，均提前2天把握给出了较为准确的预警，部分“极光猎东说念主”恰是看到了预警才一起向北踏上了逐光之旅，并最终满载而归。准确的预警不错有用减少空间天气事件的亏蚀，而跟着不雅测费力越来越多，东说念主们对空间天气事件的预告才略也正不息跳动。因此，关于顶点的空间天气事件，咱们需要作念好预测与预案，但不需过摊派忧。

从更大的时期轨范来看，四肢黄矮星的太阳神秘顾客教程，寿命一般为100亿年，而今天的太阳苟简45.7亿岁，正值最为踏实的丁壮。诚然会有些小特性，偶尔在东说念主类的惊羡声中，用缤纷的色调点亮咱们的夜空，但比及第二天的早晨，它仍会准时出咫尺那里，喷洒着踏实的光与热，柔顺着这颗盼望盎然的星球。