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北京时刻11月12日8时起首，地球出现磁暴经过。磁暴的发生，会伴跟着极光的出现，从12日起首的往常三天，我国朔方一些地区都有契机看到极光。
先来抚玩下12日晚，网友们拍下的绚烂极光吧！
网友韩路昨夜在北京北部拍下的极光
影相师戴建峰拍下呼伦贝尔的绝好意思极光
影相师戴建峰拍下呼伦贝尔的绝好意思极光
极光和地磁暴有什么相关？
极光是一类发光的空间天气风光。无数来自太阳的高能带电粒子流（也称作太阳风）在插足地球磁场后，多数被磁力线皆集偏转到磁极相近并千里降，当它们与高层大气（100千米或以上）的分子或原子碰撞后，大气分子或原子得到能量而被激勉或被电，当这些分子或原子回应到起首基态或复合为中性粒子时，部分开释的能量会以可见光体式发出。
由于现时磁极也均位于地舆上的南北南北极隔邻，因而这类发光风光皆集在高纬度地区（尤其是环绕磁极的“磁纬度”较高地区，这里也被称作极光带），极光也因此得名。
太阳高能粒子流（太阳风）对地球相近区域/地磁场相互作用的暗意图
而这来自太阳的高能带电粒子流主要发祥自太阳大气最外层——日冕层。
时常情况下，这些带电粒子被阻滞的太阳磁地点抵制，难以成范畴地逃离，但有两类情况下，它们会顺利喷薄而出：
一是日冕存在较结实（执续数日）的特定结构，如冕洞这类温度较低、磁场线较为敞开的结构，带电粒子流会在这里告捷脱逃太阳磁场抵制，形成冕洞高速流；
而比其更为剧烈的，则是热烈太阳行径（包括但不限于耀斑爆发）引发的相当磁场扰动，导致磁力线出现局部敞开，此时这些“磁场缺口”处更容易出现带电粒子流的快速喷薄而出，并形成日冕物资抛射（CME）事件——后者时常会引发更权贵地球磁场大家性剧烈扰动风光，一般称四肢地磁暴。
现时太阳的远紫外线波段影像图。图中右下部分的暗色区域恰是温度较低、磁力线较为敞开的冕洞，它对高能带电粒子流的产生和最近的地磁暴与极光行径有一定孝顺。图片来源：好意思国航天局（NASA）下属太阳能源学天文台（SDO）
地磁暴除了径直反馈地磁场的剧烈扰动，也代表着高能粒子流冲击地球高层大气。当出现这种大型的地磁暴时，会对咱们产生什么影响？2024年5月10日发生的一次地磁暴，可能会给咱们一些谜底。
一次不雅测最竣工、影响最闲居的太阳风暴事件
2024年5月10日，太阳开释出的一团闷热粒子云撞向地球。这不是它第一次活气，但这一次，咱们正好在“演习”。
就在这场风暴爆发的前几天，NASA长入30多个政府机构，正在模拟一姿色磁危险的演练。他们的任务是，进行这么一场测试：要是太阳简直来一发，咱们能否应付？
预案刚推演到一半，一位空间天气行家打断了谋划：“抱歉，咱们得暂停——太阳风暴简直来了。”
这不是碰巧。太阳正插足一个活跃期。但没东说念主思到，这场风暴会成为东说念主类有记载以来，不雅测最竣工、影响最闲居的一次太阳风暴事件。
首先受到影响的是农场主
2024年5月10日的这场风暴到达地球后，首先受到影响的，并不是卫星，而是农场主。
在好意思国中西部，一些农用磨蹭机配备了GPS自动导航系统。风暴侵扰了导航信号，导致这些机器偏离既定旅途，径直迁延了春季播撒。
据好意思国堪萨斯州立大学的农业经济学家特里·格里芬估算，受影响的农场每家平均损背约1.7万好意思元。
“他们不会因此停业”，他说，“但他们会记着那一周。”
风暴带来的，不仅是数字上的亏蚀。它起首在咱们习认为常的系统里，撕开一条条缝。
大气彭胀，卫星造反
2024年这场风暴的起源，是一个活跃太阳区域链接开释出屡次日冕物资抛射（CME），最终合并成一个超大范畴的“粒子云”，撞击地球磁场。
被撞击后的高层大气（热成层）像被饱读风机吹胀的帐篷雷同升温彭胀。在160公里高空，温度从平时的650℃飞腾到1400℃以上，正本淡泊的大气变得雄厚，对卫星产生了更大的阻力。
NASA的ICESat-2卫星因此失速，插足了安全形态；另一颗袖珍科学卫星CIRBE，则在几个月后提前坠入大气焚烧。
更多卫星不得不使用独特能源保管轨说念，其中包括欧空局的哨兵系列卫星，以致要调遣轨说念逃匿空间垃圾。
一场看不见的天际风，正在靠拢每一颗绕地运行的机械。
磁场诬陷、电子激增
与此同期，风暴也扰动了地球的磁场结构。NASA的MMS和THEMIS-ARTEMIS探伤器记载下强盛的粒子波动与翻卷的磁力线，这不是鄙俗的小扯后腿，而是20年来最大范畴的磁层电流变化。
科学家惊诧地发现，此次风暴还临时“制造”了两条独特的辐射带，它们夹在地球的两个永恒性范艾伦辐射带之间。其中一条含有无数高能质子，这是此前从未见过的组合。
关于集中赤说念放射的火箭、在高轨说念运行的通讯卫星，乃至往常准备前去月球与火星的宇航员而言，这意味着咱们必须从头评估旅途、屏蔽与风险。
天际，不再仅仅轨说念的几何问题，而是变成了一场复杂的辐射棋局。
紫红色极光
矜重风光的生疏面目
要是说科技系统的损害是科学家的关爱要点，那么极光的变化，则眩惑了普通东说念主的视力。
2024年的这场风暴烽火了大家的夜空。从澳大利亚到南欧、从好意思国南部到日本和中国，东说念主们拍下了惊艳的光带。但在日本，研讨东说念主员把稳到一种相当——极光呈现出凄沧的紫红色。
他们研讨了上百张相片，分析高度与光谱，发现这种热枕可能是高达960公里高处的氧分子与氮分子共同发光的遵循，比时常红色极光的高度还高了200多公里。
NASA的科学家约什·佩蒂特说：“这是一种额外的条目变成的风光，它需要风暴的能量、热成层的扩张，以及大气身分的变化共同出现。”
极光不仅仅绚烂的光舞，偶然它也在告诉咱们：大气正在资格一些不寻常的事。
火星上的影响
在2024年的这场风暴绕过地球几天后，那片太阳活跃区赓续开释粒子云，这一次，它的标的指向了火星。
NASA的MAVEN探伤器不雅测到火星扫数夜半球被紫色极光掩饰。它的紫外成像仪以致被热烈信号“灌满”，一度无法正常职责。
与此同期，NASA酷好号火星车的导航相机拍到图像中出现了“雪花噪点”——那是高能粒子侵扰相机传感器的陈迹。
更令东说念主震恐的是，辐射探伤仪记载到自2012年以来的最高辐射水平，等效于接管30次胸透。
要是当时有宇航员在火星名义，莫得驻防的话，他们将在短短数分钟内遭逢一次严重照耀。
太阳的情感，即使远离上亿公里，也照样影响着另一颗星球的地表与天际。
东说念主类该怎么靠近下一次风暴？
此次事件被定名为“甘农风暴”，以回来已故的空间天气物理学家詹妮弗·甘农。NASA称之为“东说念主类记载中最全面的一次地磁风暴不雅测”。
这场风暴莫得变成糟糕性亏蚀，但却如吞并场天文版的压力测试，揭示了咱们的脆弱——卫星的运行范围、导航的依赖性、农田功课的自动化、遨游旅途的生动度，以致往常火星任务的人命保险系统，都需要从头谛视。
咱们无法为止太阳，但咱们不错未雨贪图。
“太阳行径周期尚未到达巅峰，”NASA空间天气名目主任杰米·费沃斯说，“但比较20年前，咱们依然领有更多的数据、更好的行动和更完善的预警机制。”
这场风暴似乎在指示东说念主类：固然咱们有幸生计在一颗被磁场呵护的星球上，但那层磁场，并不老是坚不行摧。
参考文件
[1]XinlinLietal,ANewElectronandProtonRadiationBeltIdentifiedbyCIRBE/REPTile‐2MeasurementsAftertheMagneticSuperStormof10May2024,JournalofGeophysicalResearch:SpacePhysics(2025).DOI:10.1029/2024JA033504
[2]https://www--nature--com--01057tk6b6f56.hingcdn.com/articles/s41598-024-75184-9
谋划制作
作者为复旦大学大气与海洋科学系博士生中国科普作者协会会员
Steed星空影相师天文科普创作者
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