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“美到炸裂”的极光,来自 “强地磁暴”!2024年我国或将迎来极光观测最佳时期

扬子晚报

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2023-12-03 09:36:55

“极光大爆发,漠河美到炸裂!”12月1日晚,地球再次引来强地磁爆,漠河、内蒙古多地甚至连北京都能看到绚丽的极光。不少天文爱好者无比兴奋,纷纷拍下这一难得的瞬间。这也是年初全球高纬度地区多地发生强地磁爆之后,地球迎来的又一波强地磁爆。地磁暴到底是个“什么来头”,会对我们的生活造成怎样的影响?记者采访了长江学者、南京大学天文与空间科学学院陈鹏飞教授。

太阳上演帽子戏法,让极光达到了北京上空

极光是一种绚丽多彩的等离子体现象。地球的极光是太阳带电粒子流进入地球磁场,经过加速后与高空的稀薄气体分子产生猛烈撞击而形成。由于地磁场的作用,极光一般出现于靠近南北极的高纬度地区上空。

极光的产生和太阳的剧烈爆发有关。“用大家熟悉的经历举个例子,极光现象有点像冬天我们脱毛衣时产生的电火花,只不过电火花是纤维摩擦导致的,而极光是电子与大气碰撞产生的。”陈鹏飞介绍,太阳上发生剧烈的爆发现象后,会抛出几十亿吨的物质,以几百甚至上千公里每秒的速度在行星际运动,一旦撞向地球,与地球的磁场相互作用,带电粒子沿着磁场线轰击我们头顶上的大气,便有了极光。即使没有太阳爆发,如果太阳释放出高速太阳风时,地球上也会出现极光,只是相对弱一些。

12月1日晚的极光之所以出现,太阳“脱”了至少“三件毛衣”。三次日冕物质抛射相继喷发,你追我赶,抱团超地球飞奔而来。“一般来说,极光出现在南北两极高纬度附近。但太阳的爆发越强烈,带电粒子就可以冲破越多的关卡,到达纬度更低的地区。”陈鹏飞告诉记者,天文爱好者们在北京上空拍到极光,汇聚了三次太阳爆发的威力,高能电子到达距离我国北部边境线几百公里的上空,以致于在北京也能看到。

高速太阳风和太阳爆发经常发生,极光并不是“限量版”

陈鹏飞告诉记者,高速太阳风和太阳爆发经常发生,只是强弱程度有差。这也导致极光经常出现,在比较平静的状态时,沿着磁力线进入大气层的粒子数量比较少,它激发出来的光就比较弱,人眼可能就很难以观察。人的肉眼必须要在太阳风或太阳爆发强烈时才能看到极光,因为那个时候进入大气层的粒子更多,人类能够在地面上看到非常动态的极光舞动。

相对于我国,地理纬度差不多的美国能够看到极光的频率更高一些,这又是什么原因呢?专家解释,地球的磁场分布非常像在地球内部放了一个条形磁铁,但是磁铁的南北两极并不是和地球的自转轴重合,靠近北半球的部分向西半球有较大的偏移,地球的磁轴和自转轴之间存在约为 12 度的夹角,这导致美国的地磁纬度比较高,因此在美国甚至纬度低至佛罗里达的地方都能看到极光。

地球磁场视觉效果示意图     图源  NASA

地磁暴会伴随灾害性效应发生

对生活在地面的人们而言,极光并不是一种自然灾害现象,但它也确实会伴随一些灾害性的效应。陈鹏飞教授介绍,极光与太阳爆发密切相关,往往会对地球的通讯、导航以及人造卫星的运行产生负面的影响。“地磁暴引起的电离层扰动,会影响导航中传播的无线电波,产生骚扰甚至中断。”

太阳风暴吹来时,包含的物质以及裹挟的磁场,会压缩地球的偶极磁场。极光也会向低纬度地区扩展,太阳风暴越大,它扩展的范围就会越大。1859年曾有一次非常著名的“卡灵顿太阳爆发事件”,是有史以来记录最强的一次太阳活动。当时的科技还不够发达,通讯手段多半使用电报。太阳风暴迎面袭击地球时,人们无力抵抗,很多电报信息站都着了火。

“人类不能阻止地磁暴的发生,但我们可以开展空间天气预报,并及时进行防御。”陈鹏飞介绍,科技工作者们的防御手段包括将卫星暂时关闭,或者收起卫星的太阳能板,减少被撞击的面积等。

我国或将迎来极光观测的最佳时期

陈鹏飞教授介绍,造成近年来我国境内极光频发的原因主要是太阳活动周期的影响,还有地磁极的移动。目前我们所处的第二十五太阳活动周,起始于 2019 年末,原本预计将于 2025 年到达峰值。但最近的研究表明,太阳活动峰值或将提前至 2024 年。随着黑子数的不断增加,我们将观测到更多的极光景象。

陈鹏飞教授表示,地磁极正以每年 50 公里的速度在向我国慢慢漂移。伴随着磁轴的漂移,我国出现极光的概率也会大大提高。在未来一两年内,我国或将迎来极光观测的最佳时期。

链接:地磁暴这么厉害,日常出门要不要加强防晒?

天文爱好者们对于地磁暴的深究,来自极光拍摄时的“炸裂美”,但在爱美一族眼中,太阳活动的频繁,带来的“补充困扰”大约是防晒。太阳活动如此剧烈,普通人出门是否需要加强防晒,或者进行特殊防护?

专家表示,太阳活动增强,地磁暴次数增加,紫外线只会相对增强一些,保持日常的防晒即可,不需要刻意进行特殊防护。在高原上,大气稀薄,紫外辐射强的时候才需要对防晒进行特殊处理。

扬子晚报/紫牛新闻记者  杨甜子

编辑:秦小奕


特别声明:本文为人民日报新媒体平台“人民号”作者上传并发布,仅代表作者观点。人民日报提供信息发布平台。

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