幾乎正對地球！“宇宙閃爍”真的來了？

3月24日，中國氣象局發布大地磁暴預警，預警稱本次地磁暴活動從3月24日持續到3月26日，3月25日可能發生中等以上地磁暴甚至大地磁暴。

SOHO衛星攜帶的日冕儀拍攝到日冕物質拋射過程

CME爆發前兩個“蠢蠢欲動”的太陽活動區羲和號衛星

此次日冕物質拋射（CME）過程發生的位置幾乎正對地球。因此，從地球看去，噴發物形成一個圓面，也就是以往我們提到的“全暈”。此類爆發活動噴出的太陽物質相對地球速度快、覆蓋度高，可能引起比較強的地磁活動。

“大地磁暴”“全暈”都是什么意思？

地磁暴是一種典型的太陽爆發活動。當太陽爆發時，會發生日冕物質拋射（CME），一次拋射能將數以億噸計的太陽物質以數百到數千米每秒的高速拋離太陽表面。

太陽高能粒子流（太陽風）對地球周邊區域/地磁場相互作用的示意圖

當CME對應的高能粒子流進入地球磁場范圍后，會使地磁場壓縮變形，并將大量帶電粒子注入磁層區域，引發磁層環電流急劇變化；而由于變化的電流會產生變化的磁場，這一部分帶電粒子流會給地磁場額外附加一部分感應磁場。

這額外附加的部分就被稱作地磁擾動，其中較強者會稱作地磁暴。

通常而言，越正對地球、速度越快的CME，會產生越強烈的地磁暴；而CME也具有不同形態，通常以CME兩端夾角衡量，完全成環（360°）者被稱作暈狀CME，這類通常是正對地球、速度極快的CME事件，往往會引發強地磁暴事件。

地磁暴的強度劃分主要依據特定的地磁指數來進行，常用的地磁指數包括Dst指數和Kp指數。

Dst指數，即地磁擾動指數，是測量太空天氣條件的重要指標。它通過測量地球磁場水平分量的變化來反映地磁暴的強度。而Kp指數，即全球磁場指數，則反映了每三小時地球磁場活動的情況。數值越大，對應的地磁活動越強。

根據Dst指數的變化，地磁暴的強度可以分為五個級別：小磁暴、中等磁暴、大磁暴、特大磁暴和超大磁暴。同時，Kp指數也用于劃分地磁暴的強度等級。根據Kp指數的變化，可以將地磁活動分為平靜、不平靜、活動、小、大、強烈等不同等級。

就本輪地磁暴的預測強度看，有較大的概率屬于中等強度甚至大磁暴級別，也就是說在上面的“五級指數”中，屬于中等偏下的級別，因此強度并不算特別大，對地球的影響還算是比較有限。

為什么地磁暴總是與極光觀測聯系在一起？

去年11月30日，中國氣象局、國家空間天氣監測預警中心預測稱，11月30日、12月1日、2日三天可能出現地磁暴活動，其中12月1日可能發生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，預計地磁活動將延續到12月2日。

大部分地區所見的極光都呈現絢爛的紅色，但在偏北的漠河等地還能看到綠色極光的明滅。圖片來源：漠河市委宣傳部

當時，我國黑龍江、內蒙古、新疆等地均出現極光活動，甚至北京都有清晰的極光目擊和觀測記錄，絢麗的極光照片刷屏網絡，北京極光迅速成為熱點。

北京極光 圖片來源：浦石

聽到“空間天氣”，多數人會感到陌生。這里的空間范圍可不是簡單的外太空。空間天氣其實是發生在太陽表面、行星際直到地球空間環境（磁層、電離層、熱層和中高層大氣）中，可影響天基和地基的技術系統的正常運行和可靠性，危及人類的活動、健康和生命的條件或狀態。其中最重要的空間天氣是太陽活動。

其實極光是地球收到來自太陽的第三次“快遞”，太陽風暴爆發時，會對地球發送三次“快遞”。

第一次“快遞”是由耀斑發射的電磁波，與日光到達地球一樣，以約3x108m/s的速度在太空中穿行，僅需八分半鐘后送至地球。其中的X射線和紫外線會影響地球的電離層，擾亂通訊系統和定位服務。

第二次“快遞”是高能質子相攜而來，在幾十分鐘至十幾小時后到達地球，引起電離層D區吸收，阻礙航空通信、衛星運行等。

第三次“快遞”則是由太陽物質組成的云團，向宇宙四處拋射的日冕物質，其中一部分會在約兩三天后才會到達地球。大量日冕物質以高速在宇宙中穿行，配送快遞。送達地球后，與地球磁場產生“摩擦”，形成地磁暴，在大氣中則進行“包裝”，便產生了極光。

因此，地磁暴和極光是這些太陽高能粒子流影響的兩個方面。通過監測地磁暴事件的強度，可以預測極光的強度。不過，絢麗的極光背后實則危機重重。太陽的運動看似與我們相去甚遠，實際上無時無刻不在影響著我們的生活。

地磁暴對地球會有哪些影響？我們該怎么辦？

地磁暴對人類社會和自然環境都會產生一定的影響。例如，它可能導致電力系統中斷或設備損壞。對航天器造成額外的輻射影響，對宇航員的安全構成威脅。

同時，地磁暴還會影響電子產品和通信設備中的電磁部件，可能導致通信中斷、導航失靈等問題。此外，地磁暴還可能對衛星和空間站的運行產生影響，因為它們需要在穩定的地球磁場環境中才能正常工作。

在氣候和生態系統方面，地磁暴會導致地球磁場發生變化，進而影響大氣層中的氣候模式。例如，它可能引發極光出現、高緯度地區氣溫下降、大氣環流變化等。這些氣候變化可能會對生態系統產生影響，如影響鳥類遷徙、植物生長等。甚至對海洋生態系統產生影響，如引發海底電流變化，影響海洋生物的繁殖和生長。

此外，地磁暴還可能對人類健康產生負面影響。它可能導致人體神經系統紊亂、心血管系統疾病等，例如引發失眠、頭痛、情緒波動等問題。

為了減輕太陽活動帶來的破壞，我國科學家們持續努力研究和預測空間天氣事件。這包括使用衛星和其他觀測設備來監測太陽活動和空間天氣條件，以及開發預測模型和算法來預測空間天氣事件。尤其是對于航空航天事業的發展助益頗多。

風云三號E星太陽極紫外波段監測圖圖片來源：空間天氣

參考來源：國家應急廣播、科普中國、中科院物理所、科技日報、北京發布

策劃：蔡琳 文稿：董小嫻

來源： 蝌蚪五線譜