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“地磁暴”衝上熱搜,我們需要為此擔心嗎?
- 2023-01-27
磁暴現象影響什麼
據統計,
2022年,一共出現了5次X級太陽耀斑。
2023年開年才10天,就出現了2次X級太陽耀斑。
據報道,強烈的太陽耀斑可能引發地磁暴。此事引起網友廣泛關注,“地磁暴”一詞遂衝上了熱搜,甚至有人將這兩次耀斑稱為“史詩級”耀斑。
真的有那麼猛嗎?
4天爆發2次X級太陽大耀斑
?
北京時間1月6日8時43分,太陽活動區13182,爆發X1。2級耀斑。
北京時間1月10日2時37分,太陽活動區13184,爆發X1。9級耀斑。
耀斑是太陽向外釋放能量的一種方式,時間短、能量高、光波範圍廣,是太陽上最劇烈的活動現象之一。
它是太陽大氣區域性區域突然變亮的活動現象,
常伴隨有各種能段電磁輻射和粒子發射的增強。
耀斑往往伴隨日冕物質拋射活動,
會直接威脅人類空間活動的安全,高能射線破壞地球電離層的穩定,進而影響廣播、無線電、導航等系統。
10日凌晨的X1.9級耀斑,直接造成北美洲南部、南美洲以及其西側太平洋地區短波無線電傳輸中斷。
耀斑活動是光能的形式,光波是沿著直線傳播的。如果耀斑不在太陽對著地球的一面,它對地球的影響就會較小,或者沒有影響。
美國天文學家託尼·菲利普斯說,6日發生的X1。2級耀斑,太陽活動區13182沒有面對我們地球,所以對地球的影響較小。
圖中紅色範圍對應短波無線電中斷區域
從背面轉到了正面
據國家空間天氣監測預警中心介紹,目前,太陽活動區13182已經轉到了面對地球的“正面”。
6日到8日,活動區13182共爆發1次X級耀斑、1次M級耀斑和多次C級耀斑。
雖然有過X級耀斑的爆發記錄,說明該活動區的結構、能量以及短時變化都是比較強的,但與那些超級活動區相比,活動區13182面積較小,磁場特徵較簡單。綜合各方面資訊判斷,該活動區繼續爆發X級以上耀斑的機率比較小,有可能再次出現M級耀斑。
發生X1。9級耀斑的13184活動區,就是8日從太陽背面轉出來,與地球面對面的,對短波造成影響。
13184活動區還陸續爆發過5次M級耀斑。這是活動區高度活躍能量不穩定的一種表現,值班預報員研判說:“隨著這些活動區轉向日面中心,有可能繼續爆發M級耀斑,如果爆發M5。0以上甚至X級耀斑,可能會對地球向陽面的電離層造成影響。”
風雲三號E星連續監測,展現太陽不同一面
10萬枚百萬噸級當量的核彈
雖然耀斑的壽命僅在幾分鐘到幾十分鐘之間,但是釋放的能量卻相當於10萬至100萬次強火山爆發的總能量。
根據其中X射線的通量,
耀斑從弱到強,可分為A、B、C、M、X五級。
最弱的耀斑,A、B、C級的,通常人類還沒探測到,它就熄滅了。M級耀斑,則會引發帶電粒子對地球猛烈衝擊,能增強極光。
最猛的X級耀斑,據美國宇航局的專家說,
“會影響無線電通訊、電網、導航訊號,還會給航天器和宇航員帶來風險”。
據中國氣象局國家空間天氣監測預警中心介紹,太陽耀斑可以說是“我們這個星系裡最厲害的爆發了”。最近這兩次耀斑都是X級的大耀斑,估計釋放的能量有10萬枚百萬噸級當量的核彈一起爆炸。
圖為風雲三號衛星觀測的太陽影象
算不上“史詩級”
連前100名也排不上
太陽活動並不是一成不變地保持著同一個爆發強度與頻率,而是“兩頭細,中間粗”,每隔一段時間,太陽表面就會一個黑子活動區都看不到,也沒有耀斑活動發生,懶懶散散的樣子;用不上幾年,太陽又變得非常活躍,多個黑子同時出現,耀斑爆發活動也一個接一個。
耀斑強度的“歷史排行榜”
人類連續觀測數百年,太陽活動的11年週期,最初是德國科學家塞瑟爾·施瓦布1843年發現的,他說:“太陽年平均黑子數具有周期性的變化,變化的週期約10年。”
太陽活動週期,直觀的顯示了黑子數隨時間的變化
1859年9月1日,英國天文學家理查·卡林頓和另一個業餘天文學家,同時獨立觀測到了太陽耀斑。這是最早的太陽耀斑觀測記錄。
卡林頓是釀酒師的兒子,家境富裕,自己建了個天文臺。
國家空間天氣監測預警中心說,每個太陽活動周內,平均發生X級耀斑的次數為175,所對應的時間天數為140天。
也就是說,其中多次X級耀斑的發生在時間上是重疊的,別說是2次爆發間隔三四天,就是發生在一天之內也不奇怪。
2019年12月,太陽進入第25個活動周,太陽活動日漸活躍。
2022年4月,共爆發28次中等耀斑和5次大耀斑,多於此前3年中等以上強度耀斑事件的總和。
目前還處在第25太陽活動周的上半周,太陽活動水平呈現上升趨勢,出現X級耀斑很正常,從強度上看,也遠不是網際網路上流傳的所謂“史詩級”。
因為X10級這種是X1級10倍的耀斑,每個太陽活動周平均會發生8次。
如果翻開耀斑強度歷史排行榜,X1。2和X1。9並不起眼,別說是前10名了,就連前100名的門檻都還摸不著。
去年地磁暴
一次“擊落”40顆衛星
像太陽黑子、耀斑這樣劇烈的活動,會產生太陽風(能量非常高的帶電粒子流),當太陽風到達地球與大氣層裡的原子、分子發生碰撞時,產生光芒,就會形成極光現象。
此時,太陽風裡的帶電粒子流到達地球附近時,對地磁場產生影響,引起地磁場發生劇烈的變化,這個現象就被稱之為地磁暴。
極光是在地面唯一可以用肉眼看到的由地磁暴引發的外在空間現象,越絢爛的極光意味著地磁暴就會越強烈。
1859年9月1日卡林頓首次觀測到太陽耀斑後,緊接著就出現了地磁暴。據記載,當時歐美正在蓬勃發展的電報系統,遭到大範圍破壞,一些裝置起火。
這是上世紀末出現的新興交叉學科——“空間天氣學”的源頭。
地磁暴在2022年初還造成了衛星發射的驚人失敗。
當時美國太空探索技術公司(SpaceX)發射49顆星鏈衛星,其中40顆墜入大氣層損毀。
SpaceX說,受地磁暴的影響,衛星所在區域的大氣溫度上升,大氣密度增加。星載GPS顯示,衛星受到的大氣阻力較以往發射時增加了50%,許多衛星很快因大氣阻力過大而脫離軌道。
地磁暴能加熱地球高層大氣,從而引起大氣的膨脹。被加熱的空氣上升,使得近地軌道大氣密度顯著增加,從而導致航天器受到的大氣阻力增加,航天器速度減小,航天器軌道衰減加速,極端情況可能導致航天器隕落。地磁暴損傷衛星,在2000年、2003年及2006年也多次發生過。
2003年10月底,科學家目睹了一場有記錄以來最大的太陽耀斑爆發。耀斑級別達到X28,致使瑞典南部的5萬戶居民短暫失去電力供應。此前,1972年在美國伊利諾伊州、1989年在加拿大魁北克,也曾因地磁暴造成過停電。
地磁暴對我們日常生活,影響並不大。地磁場平時比較穩定,在地球周圍相當於一層保護膜,幫我們擋掉了很多宇宙射線的危害。