最近,一条“太阳爆发耀斑,或连续3天发生地磁暴”的新闻引起很多人关注。到底什么是地磁暴?
如果把地球看作一块巨大的“磁铁”,地磁场就是围绕在地球空间的磁力线。通过对太阳以及地球周围空间的探测,我们发现,太阳在不断向外释放粒子。当太阳上的黑子区域发生爆发活动之后,太阳会释放出更多粒子。这些粒子可不好“惹”,它们不仅速度快,每秒能飞行几百上千公里,而且能量高,挟带太阳的磁场能量“轰击”太阳系的一切天体,地球也在其列。
当这些太阳高能粒子到达地球时,会对地球磁场造成“挤压”与“撕扯”,迫使地磁场发生快速变化,打破原有的平静,陷入地磁暴状态。不过,这里的“暴”并非爆炸的“爆”,这表明地磁场并不会像烟花一样爆炸,只会用无声的变化来提示我们。
“地磁暴一来,我就特别难受”“怪不得最近睡不醒,原因找到了”……许多网友把这些问题的原因归为地磁暴,实则不然。地磁暴并不会对人体构成直接影响,因为其磁场的变化量是纳特级的,还没家用磁铁的磁场强。
那么,地磁暴有什么影响呢?
地磁暴会影响地球高层大气中气体粒子的状态、运动与分布,进而改变电离层、热层的密度和结构,影响卫星飞行、星地通信、导航定位等技术系统的正常工作。地磁暴还会带来绚丽灵动的极光。比如6月初的这次地磁暴,就给我国多地带来了“极光秀”。
既然地磁暴不像爆炸般轰轰烈烈,也不会给人体带来直接影响,那我们如何预报地磁暴呢?
由于引发地磁暴的源头是太阳,所以预报的关键就是监测太阳活动。借助太空中的卫星和地面光学、射电望远镜组成的立体监测网,可以24小时不间断“紧盯”太阳。
5月31日7点55分,在太阳突然出现强烈闪光后的8分钟左右,国家空间天气监测预警中心就通过风云卫星上的极紫外太阳望远镜、X射线流量仪和地面射电望远镜,掌握了此次耀斑爆发的位置和强度信息。
30分钟后,大量高速粒子从太阳向外喷出,如同无数个霰弹弹丸,密集的小白点出现在日冕仪的监测画面上,随着时间推移远离太阳。
此时,空间天气预报员就要争分夺秒了,根据爆发区域所处位置、与地球之间的位置关系、爆发活动的强度,初步作出判断——太阳风暴可能引发地磁暴。
准确预报的第二个关键是,以太阳物质的传输速度、磁场、密度、温度等信息为基础,综合太阳到地球之间1.5亿公里的行星际空间,通过人工经验+数值模拟的预报技术,判断太阳物质到达地球的时间、引发地磁活动的强弱、可能持续的时长。最终,对6月1日至3日出现的地磁暴作出了准确预报。
随着风云、羲和、夸父空间太阳监测卫星的先后发射,我国已经实现了空间太阳观测数据的自主可控,极大地提升了地磁暴这类空间天气事件的预报能力。
当然,不少天文、摄影爱好者会更加关注极光预报。这需要在地磁暴预报的基础上,结合观测地区的地理、天气等条件,给出极光观测、拍摄的参考指南。从地磁暴到极光,当人们惊叹于那抹瑰丽,是否也会感慨:宇宙的诸多奥秘,离我们其实并不遥远。
(作者为国家空间天气监测预警中心高级工程师)
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