频频闪现的极光究竟有何影响

本文转自：科技日报

这张可视化图描绘了日冕物质抛射与日地间介质和地球磁力的相互作用。

图片来源：NASA官网

图为2012年3月8日，冰岛法斯克鲁兹约杜尔的雪山上空闪烁的极光。

图片来源：NASA官网

【今日视点】

◎本报记者 张佳欣

太阳的活动具有周期性，每隔11年就会有一个活跃的活动期。2020年9月，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）和美国国家航空航天局（NASA）科学家宣布，第25个太阳周期于2019年12月正式开始，从那时起，太阳活动开始慢慢加剧，预计2025年7月左右达到峰值。

太阳活动峰值提前

然而今年10月底，NOAA发布声明称，2024年1月至10月之间的第25个太阳周期活动高峰为“太阳活动极大期” ，也就是说，太阳将在2024年达到当前活动周期的峰值，比之前估计的提前了一年。

随着太阳活动日益增强，世界各地的极光爱好者都在翘首以盼一场超高温等离子体喷发——日冕物质抛射的到来。

据美国《华盛顿邮报》报道，截至11月30日的一周内，太阳发生多次爆发事件，从太阳日冕向地球释放了4次等离子体爆发。随后两天，这在美国北部和欧洲引发强烈的地磁风暴和极光。

中国黑龙江漠河、大庆等地网友均拍到极光，较之纬度更低的北京北部也有人拍到了极光。

事实是，这些风暴的作用不仅仅是为地球上演一场漂亮的“灯光秀”。NOAA在11月30日预测，太阳爆发将在地球大气层中引发地磁风暴，进而可能导致电网和无线电频率的波动。

今年的“灯光秀”并非最强

美国《新闻周刊》报道称，地磁暴的等级由弱到最强分为5级，从G1到G5。日冕物质抛射可以将数十亿吨物质以高达每秒上百公里的速度释放到太空中，它们需要15小时到4天的时间就能到达地球。

对公众来说，地磁暴最明显的影响就是极光。美国地球新闻网报道称，太阳大气中的带电粒子被太阳风带向地球，当它们与地球大气中的气体碰撞时，会激发原子和分子，出现绚丽的颜色，也就是通常在极地地区附近可见的迷人“灯光秀”。 氧气和氮气是大气的主要成分，在极光的颜色中起着关键作用。氧气发出绿色和红色光，而氮气则发出蓝色和紫色光。

据12月1日发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文，史上经过量化的最大地磁暴之一，曾导致从热带到极地的大部分地区出现极光。今年11月初，极光出人意料地现身纬度较低的地区，如意大利和美国得克萨斯。

然而，今年的“灯光秀”远远比不上1872年2月的太阳风暴。那次事件产生的极光环绕了整个地球，就连印度孟买、苏丹喀土穆也观测到了极光。他们的发现证实，这种极端风暴比之前想象的更为常见。

随着太阳活动极大期临近，未来一两年我们可能会有更多机会看到绚丽的极光，同时，科学家也在密切关注太阳活动对地球的其他影响。

地磁暴对我们有何影响

南京大学天文与空间科学学院副院长程鑫教授对科技日报记者表示， 太阳风暴会将带电粒子送到地球附近，影响各类卫星的安全。同时，太阳风暴会引发地磁暴，地球磁场的突变会产生远距离输电系统电压和电流波动，导致停电或电力供应不稳定。

地磁暴可能会影响电网、GPS信号，使在轨卫星姿态改变，并对航空公司工作人员和宇航员构成辐射风险。

程鑫告诉记者，我们常用的电磁波通讯依赖的就是电离层，地磁暴会影响电离层的性质，因此影响通讯。

“地磁暴也会对一些生物活动产生影响。例如信鸽，其定位和飞行依赖地球磁场，因此也会受到地磁暴的影响。”程鑫补充说，“准确预测太阳活动至关重要，但当前只能做到提前几天预报。这给了我们一定的预警时间，运营商可以采取措施保护基础设施免受太阳风暴的严重影响，例如，可以战略性地关闭电网、重新调整飞机航线或卫星轨道等。”