地球3小時(shí)特大地磁暴！極光隱藏之謎
央廣網(wǎng)北京12月4日消息（記者楊揚(yáng)）據(jù)中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報(bào)道，受劇烈太陽活動(dòng)的影響，12月1日晚間，我國黑龍江、新疆、內(nèi)蒙古、北京、河北等多地現(xiàn)美麗極光，不少攝影愛好者都幸運(yùn)地觀測到了這一罕見現(xiàn)象。
2023年12月1日，黑龍江漠河出現(xiàn)極光（圖片來源：漠河市委宣傳部）
與之對應(yīng)，12月1日17時(shí)到12月2日8時(shí)，受太陽日冕物質(zhì)拋射影響，地球出現(xiàn)3小時(shí)Kp為7的大地磁暴，3小時(shí)Kp為6的中等地磁暴，以及9小時(shí)的小地磁暴，這與國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心此前11月30日發(fā)布的大地磁暴預(yù)警相符。另據(jù)該中心預(yù)報(bào)：12月4日還可能會(huì)發(fā)生小到中等強(qiáng)度的地磁暴。
地磁暴是如何發(fā)生的？對人類的生活有什么影響？地磁暴以及極光的發(fā)生有必要讓我們感到緊張，甚至恐懼嗎？
地磁暴預(yù)報(bào)？準(zhǔn)不準(zhǔn)？
國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心工程師韓大洋介紹，太陽爆發(fā)活動(dòng)總體上以11年左右為周期，稱為太陽活動(dòng)周。在這個(gè)周期中，太陽黑子數(shù)及太陽爆發(fā)活動(dòng)的頻繁程度都呈現(xiàn)從高到低再轉(zhuǎn)高的波浪形變化。這一周期，是人類自16世紀(jì)初期開始連續(xù)400多年觀測太陽，同時(shí)結(jié)合太陽爆發(fā)活動(dòng)對地球造成的影響，最終綜合得出的規(guī)律。
太陽爆發(fā)活動(dòng)是地磁暴所有能量的來源，沒有太陽爆發(fā)活動(dòng)，就沒有地磁暴。此次地磁暴，中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心在11月30日就發(fā)布了大地磁暴預(yù)警，從這幾天的實(shí)際測量數(shù)據(jù)來看，12月1日17時(shí)開始，發(fā)生了3小時(shí)的大地磁暴，緊跟著3小時(shí)的中等地磁暴，到12月2日時(shí)地磁暴逐漸減弱，與預(yù)報(bào)結(jié)果完全相符。
對地磁暴的預(yù)報(bào)依靠風(fēng)云衛(wèi)星、地面觀測站臺組成的監(jiān)測網(wǎng)，對太陽進(jìn)行24小時(shí)連續(xù)而精細(xì)地監(jiān)測。在太陽產(chǎn)生明顯的太陽爆發(fā)活動(dòng)后，能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測到達(dá)地球的時(shí)間和強(qiáng)度，并給出相應(yīng)的地磁暴等級。通過這種等級，還能對極光出現(xiàn)的范圍進(jìn)行預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)時(shí)間通常為3天。
11月27日、28日，CME觀測圖（圖片來源：國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心）
太陽拋射物質(zhì)有規(guī)律嗎？
韓大洋介紹，日冕物質(zhì)拋射（CME）是典型的太陽爆發(fā)活動(dòng)。每次CME發(fā)生時(shí)，太陽表面都會(huì)有數(shù)以億噸甚至萬億噸的太陽等離子，在磁場作用下被以每秒數(shù)百到上千公里的高速拋出。就像巨大的霰彈炮，發(fā)射出很多微小的彈丸，攻擊近半個(gè)太陽系。
CME具有很大的隨機(jī)性，11月27日至29日連續(xù)3天發(fā)生了4次CME，這4次CME速度不同，最終27日的CME先到達(dá)地球，28日與29日的3次CME到達(dá)地球時(shí)間有所重合。雖然無法證明多次CME的疊加會(huì)對地球造成1+1＞2的效果，但復(fù)合的CME活動(dòng)肯定要比單次爆發(fā)的CME帶來的影響更明顯。
CME的傳播也具有很大的不確定性。從地球上來看，CME沿著阿基米德螺旋線的彎曲結(jié)構(gòu)噴射出來，所包裹的“磁云”物質(zhì)在密度、溫度和磁場上都不均勻。就像一團(tuán)煙霧，有的地方濃煙滾滾，有的地方密度又很稀薄。擊中地球的區(qū)域密度越大，對地球造成的影響就越大。
11月28日，太陽表面活動(dòng)（圖片來源：國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心）
地磁暴、極光會(huì)危害人類身體健康？
極光是唯一能用肉眼看到的太陽爆發(fā)活動(dòng)對地球產(chǎn)生的影響，除此之外，太陽爆發(fā)活動(dòng)最主要的影響是會(huì)干擾無線電通信和導(dǎo)航。
韓大洋介紹，人類第一次真正見識到太陽爆發(fā)活動(dòng)產(chǎn)生的磁暴對地球的影響是1859年的卡靈頓事件（也有譯為“卡林頓”）。當(dāng)年9月，英國的業(yè)余天文學(xué)家卡靈頓觀測到太陽明亮的白光耀斑，并打電話給當(dāng)?shù)氐奶煳呐_佐證了這一發(fā)現(xiàn)。幾小時(shí)后，太陽耀斑及后續(xù)產(chǎn)生的高能物質(zhì)很快到達(dá)地球并引起地磁暴，有線電話的電纜受此影響產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)致電線被燒毀，發(fā)報(bào)機(jī)也因此出現(xiàn)故障。
由于1859年還沒有飛機(jī)、衛(wèi)星等，對地球的影響并不直觀，而2003年11月的萬圣節(jié)風(fēng)暴事件發(fā)生時(shí)，就使得很多衛(wèi)星陷入故障。如果卡靈頓事件強(qiáng)度的太陽爆發(fā)活動(dòng)發(fā)生在今天，將使電力、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，以及高性能計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域受到巨大影響，恢復(fù)周期可能需要10~20年。在約10年前，全球科學(xué)家評估對人類威脅最大的10個(gè)自然災(zāi)害，小行星撞地球排行第一，其次就是超級太陽風(fēng)暴。
不過，太陽爆發(fā)活動(dòng)只是使地球磁場發(fā)生方向和大小的變化，并不會(huì)對公眾的身體健康等方面造成直接影響。即使在太陽風(fēng)暴到來時(shí)搭乘跨極區(qū)的航班，受到的輻射劑量也不超過普通人一年的耐受劑量。前幾年有流言稱太陽爆發(fā)會(huì)導(dǎo)致輻射增強(qiáng)，需將手機(jī)關(guān)機(jī)，實(shí)際上都是電信詐騙的手段。韓大洋表示，超級太陽風(fēng)暴數(shù)百年不遇，即便真的發(fā)生了，預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)及安全系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)，屆時(shí)只需遵照官方提示執(zhí)行即可。