大地磁暴預(yù)警發(fā)布！它會(huì)對(duì)人類有何影響？

3月24日、25日和26日三天，可能出現(xiàn)地磁活動(dòng)，其中3月25日可能發(fā)生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，預(yù)計(jì)地磁活動(dòng)將持續(xù)到26日。

在此影響之下，空間站可能因大氣拖曳造成軌道高度下降，衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備的定位誤差增大，航空飛行將面臨通訊環(huán)境變差和跨極區(qū)輻射的雙重風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于公眾，尤其是信鴿玩家和極光愛好者，未來(lái)幾天要時(shí)刻注意空間天氣信息。

此次日冕物質(zhì)拋射（CME）過(guò)程發(fā)生的位置幾乎正對(duì)地球，因此從地球看去，噴發(fā)物形成一個(gè)圓面，也就是以往我們提到的“全暈”。此類爆發(fā)活動(dòng)噴出的太陽(yáng)物質(zhì)相對(duì)地球速度快、覆蓋度高，可能引起比較強(qiáng)的地磁活動(dòng)。

從大家觀看極光演出的角度來(lái)說(shuō)，極光愛好者將看到美麗的景象。而從另一個(gè)角度，對(duì)于廣大的信鴿玩家，未來(lái)幾天要盡量減少不良天氣條件下以及遠(yuǎn)距離的司放活動(dòng)。

極光（圖庫(kù)版權(quán)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛）

01 什么是地磁暴？

作為最典型的太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)，一次日冕物質(zhì)拋射過(guò)程能將數(shù)以億噸計(jì)的太陽(yáng)物質(zhì)以數(shù)百千米每秒的高速拋離太陽(yáng)表面，不光是巨大質(zhì)量與速度匯聚成的動(dòng)能，它們還攜帶著太陽(yáng)強(qiáng)大的磁場(chǎng)能，一旦命中地球，就會(huì)引發(fā)地磁場(chǎng)方向與大小的變化，即地磁暴。

使用白光日冕儀拍攝的“日冕物質(zhì)拋射”，圖片來(lái)自：Wikipedia，歐洲航天局

02 導(dǎo)演地磁暴的重要“元兇”——日珥中的“暴躁哥”

日珥是從太陽(yáng)表面向外延伸的大型等離子體和磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，通常呈環(huán)形，可以向外延伸到日冕。日冕就是太陽(yáng)大氣的最外層，日冕的內(nèi)部分為色球?qū)?、光球?qū)?。日珥通常?duì)人類沒(méi)有什么影響，但日珥中的“爆發(fā)日珥”則不然，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)引發(fā)“日冕物質(zhì)拋射”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，所有的爆發(fā)日珥中，大約70%的爆發(fā)日珥與日冕物質(zhì)拋射有關(guān)。

巨大，且攜帶磁力線的等離子體氣體從太陽(yáng)上被快速拋射出來(lái)的過(guò)程，就是“日冕物質(zhì)拋射”。等離子體的拋射速度很快，從每秒幾十千米到每秒超過(guò)1000千米不等。如此快，且如此巨量的等離子體拋射，在少數(shù)極端情況下必然會(huì)對(duì)地球磁場(chǎng)產(chǎn)生影響，繼而影響人類生活。

日珥（圖庫(kù)版權(quán)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛）

03 地磁暴的影響

隨著磁暴活動(dòng)的逐漸加強(qiáng)，地球高層大氣被不斷加熱，進(jìn)而膨脹并擴(kuò)散至更高的空間中，這給航天器在軌飛行制造了額外的阻力，產(chǎn)生類似拖拽的減速作用，降低航天器軌道高度，而高度的降低對(duì)應(yīng)著更加稠密的大氣環(huán)境，會(huì)進(jìn)一步帶來(lái)更大的飛行阻力，這樣就形成了飛行速度減慢——高度降低——阻力更大——進(jìn)一步減速——高度更快降低的惡性循環(huán)，給航天器安全造成極大的威脅。

地磁暴可能會(huì)影響無(wú)線電波的傳播，從而干擾地面通信和衛(wèi)星信號(hào)，這可能影響導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的精確度，以及手機(jī)和衛(wèi)星電視的信號(hào)質(zhì)量。同時(shí)，強(qiáng)烈的地磁暴可能會(huì)對(duì)電力傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生影響，增加輸電線路的電流負(fù)荷，有時(shí)甚至可能導(dǎo)致變壓器或其他電網(wǎng)設(shè)施損壞，引起電力中斷。

1989年3月發(fā)生的超級(jí)地磁暴，導(dǎo)致加拿大魁北克電網(wǎng)系統(tǒng)完全癱瘓，大部分地區(qū)9個(gè)小時(shí)才恢復(fù)供電。這次事件還使澳大利亞輸油管道受損，大西洋和太平洋海底電纜出現(xiàn)高壓脈沖；美國(guó)GOES-7衛(wèi)星損失了一半太陽(yáng)能電池，致使其壽命縮短一半；日本通信衛(wèi)星CS-3B異常，衛(wèi)星上的備用命令電路損壞。

我國(guó)的在軌衛(wèi)星也會(huì)受到地磁暴的影響。韓大洋介紹，這次地磁暴造成我國(guó)風(fēng)云三號(hào)G星的軌道單日降低約300米，達(dá)到日常情況下軌道衰減數(shù)值的近四倍。但在準(zhǔn)確的預(yù)報(bào)服務(wù)下，衛(wèi)星運(yùn)控部門已提前做好準(zhǔn)備，因此此次大地磁暴對(duì)風(fēng)云衛(wèi)星的運(yùn)行影響不大。

很多人擔(dān)心，地磁暴是否會(huì)影響人類健康和安全。地磁暴通常對(duì)人體健康沒(méi)有影響。地磁暴對(duì)身體和航空出行不會(huì)有什么影響，雖然會(huì)對(duì)電子通信產(chǎn)品有一定的干擾，但影響都是非常小的，也有應(yīng)對(duì)措施。但在國(guó)際空間站工作的宇航員們可能會(huì)受到地磁暴更多的影響。

04 去年12月地磁暴帶來(lái)多地極光

2023年11月30日，中國(guó)氣象局、國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心預(yù)測(cè)稱，2023年11月30日、12月1日、2日三天，可能出現(xiàn)地磁暴活動(dòng)，其中12月1日可能發(fā)生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，預(yù)計(jì)地磁活動(dòng)將延續(xù)到12月2日。受地磁暴影響，我國(guó)黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆等地均出現(xiàn)極光活動(dòng)，甚至北京都有清晰的極光目擊和觀測(cè)記錄。

有紀(jì)錄以來(lái)的最大一次影響被稱為“卡靈頓事件”，時(shí)間是1859年9月1日至2日。就在卡靈頓事件發(fā)生之前的一兩天，也就是1859年8月28日，人們就在太陽(yáng)上發(fā)現(xiàn)了許多太陽(yáng)黑子，且夜晚的天空也跟往常不太一樣，夜空要比平時(shí)明亮且顏色多變，當(dāng)時(shí)的報(bào)紙緊跟熱點(diǎn)，還報(bào)道了這些異常。而在8月29日，人們甚至都能從澳大利亞最北方的昆士蘭州看到南極光。地球上產(chǎn)生大量極光，這正是日冕物質(zhì)拋射對(duì)地球影響的特征之一。

05 地磁暴的預(yù)防

地磁暴不可避免，但我們已經(jīng)能夠提前預(yù)報(bào)預(yù)警。據(jù)了解，目前我國(guó)已形成規(guī)范化、定量化的空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)預(yù)警業(yè)務(wù)，空間天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率處于國(guó)際先進(jìn)水平。今年，空間天氣預(yù)警還加入了國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警發(fā)布體系，并在2023年3月1日通過(guò)國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布平臺(tái)首次發(fā)布太陽(yáng)耀斑的信息提示。

來(lái)源：科普中國(guó)綜合人民網(wǎng)、空間天氣、中國(guó)氣象、光明日?qǐng)?bào)等