3月24日,中國氣象局發布大地磁暴預警稱,3月24日至26日3天可能出現地磁活動,其中3月25日可能發生中等以上地磁暴甚至大地磁暴。有網友說,3月24日晚自己出現失眠、頭疼等情況,猜測與此次的大地磁暴有關。
近年來,太陽活動劇烈,去年3月、4月、11月和12月,地球就經歷了四次地磁暴過程,其中4月曾有一次特大地磁暴過程。在去年12月1日,地磁暴也為我國北京、黑龍江、內蒙古等多地帶來了美麗的極光。
那么,地磁暴是一種怎樣的現象,會對地球造成怎樣的影響?它是否影響人類身體健康?3月25日,極目新聞記者就此采訪了北京天文館退休業務干部、北京市委老干部局老黨員先鋒總隊科技科普服務團團長李良。
來自日冕的太陽風與地球的磁層結構示意圖(受訪者供圖)
記者:為什么會發生地磁暴?
李良:地磁暴是一種地球磁場全球性的劇烈擾動現象。其外因主要是劇烈的太陽活動所引發,例如太陽大耀斑、日冕物質拋射等。
太陽的外層大氣即太陽日冕,持續不斷地向外膨脹從而形成由太陽徑向向外的等離子體流,通常被稱為“太陽風”。
一次日冕物質拋射(簡稱CME)過程,能將數以億噸計的太陽物質以數百千米每秒的高速拋離太陽表面,不光是巨大質量與速度匯聚成的動能,它們還攜帶著太陽強大的磁場能。一旦命中地球,就會引發地磁場方向與大小的變化,即地磁暴。
經驗表明,一旦發生劇烈的太陽活動特別是大的太陽耀斑、強烈的日冕物質拋射,常會引起太陽風暴、地磁暴、電離層暴等日地物理現象。
記者:地磁暴會對地球造成怎樣的影響?有網友說昨晚(3月24日)自己出現失眠、頭疼等情況,猜測與此次的大地磁暴有關,這種說法有道理嗎?
李良:可以肯定的是,地磁暴對人體沒有直接的影響。事實上,真正可以危害人體健康的是來自太陽的高能粒子和紫外線,但是,由于地球大氣層的過濾作用,它們均不會對在地面人體造成危害。但是地磁暴對于在太空的航天員活動有影響,必須要做好預防護的準備。
但是地磁暴的確會對人們的生活造成一些影響,在對近地空間環境,對短波無線電通訊,對輸電線路及輸電變壓器安全等方面。例如,它會影響短波無線電波的傳播,干擾無線電通信,影響飛機、輪船等的導航,甚至可能影響到手機的信號;來自太陽的高能粒子還可能對人造衛星、空間站等人造飛行器(電子器件)造成損害,使之出現故障;強地磁暴還可能會對電力傳輸(閉合回路)系統產生影響,甚至可能導致變壓器或其他電網設施損壞,引起電力系統中斷。
不過,地磁暴也會為高緯度地區帶來極光這種難得一見的美景。這是進入地磁場的太陽風粒子經加速后在地球大氣中沉降,與地磁場相互作用產生的。當許多高能粒子闖入極地的高層大氣時,其能量轉給了高層大氣的原子,使它們變為帶電的離子。到了夜間,這些離子又復合成原子,并釋放出白天所獲得的能量。正是這個釋放能量的過程,使它們以極光的形式展現在人們眼前。
去年12月1日,我國北方部分地區出現美麗的極光現象(圖源:央視新聞)
記者:從去年到現在,出現了多次地磁暴現象,為何這兩年地磁暴活動如此活躍?在地磁暴期間,我們需要注意些什么?
李良:太陽黑子活動的周期是11年。據有關研究的分析表明,我們處在第25個太陽周期,預計它是一個弱-中等周期,在2024年達到頂峰。伴隨著太陽活動的發生,必將引起相關的日地物理效應,例如地磁暴。磁暴有專門的強度等級,在研究中常用Dst指數來分級,在實際的預警應用中則采用Kp指數來分級,Kp指數最高為9級,屬于特大的地磁暴??梢钥隙ǖ氖?,即便是9級的地磁暴,也不會危害人體健康問題。
在大地磁暴期間,空間站可能因大氣拖拽造成軌道高度下降,衛星導航設備的定位誤差增大,航空飛行將面臨通訊環境變差和跨極區輻射的雙重風險。因此對于信鴿玩家來說,這幾天要盡量減少不良天氣條件下以及遠距離的司放活動。