央廣網北京12月4日消息(記者楊揚)據中央廣播電視總臺中國之聲《新聞超鏈接》報道,受劇烈太陽活動的影響,12月1日晚間,我國黑龍江、新疆、內蒙古、北京、河北等多地現美麗極光,不少攝影愛好者都幸運地觀測到了這一罕見現象。
2023年12月1日,黑龍江漠河出現極光(圖片來源:漠河市委宣傳部)
與之對應,12月1日17時到12月2日8時,受太陽日冕物質拋射影響,地球出現3小時Kp為7的大地磁暴,3小時Kp為6的中等地磁暴,以及9小時的小地磁暴,這與國家空間天氣監測預警中心此前11月30日發布的大地磁暴預警相符。另據該中心預報:12月4日還可能會發生小到中等強度的地磁暴。
地磁暴是如何發生的?對人類的生活有什么影響?地磁暴以及極光的發生有必要讓我們感到緊張,甚至恐懼嗎?
地磁暴預報?準不準?
國家空間天氣監測預警中心工程師韓大洋介紹,太陽爆發活動總體上以11年左右為周期,稱為太陽活動周。在這個周期中,太陽黑子數及太陽爆發活動的頻繁程度都呈現從高到低再轉高的波浪形變化。這一周期,是人類自16世紀初期開始連續400多年觀測太陽,同時結合太陽爆發活動對地球造成的影響,最終綜合得出的規律。
太陽爆發活動是地磁暴所有能量的來源,沒有太陽爆發活動,就沒有地磁暴。此次地磁暴,中國氣象局國家空間天氣監測預警中心在11月30日就發布了大地磁暴預警,從這幾天的實際測量數據來看,12月1日17時開始,發生了3小時的大地磁暴,緊跟著3小時的中等地磁暴,到12月2日時地磁暴逐漸減弱,與預報結果完全相符。
對地磁暴的預報依靠風云衛星、地面觀測站臺組成的監測網,對太陽進行24小時連續而精細地監測。在太陽產生明顯的太陽爆發活動后,能夠較為準確地預測到達地球的時間和強度,并給出相應的地磁暴等級。通過這種等級,還能對極光出現的范圍進行預報,預報時間通常為3天。
11月27日、28日,CME觀測圖(圖片來源:國家空間天氣監測預警中心)
太陽拋射物質有規律嗎?
韓大洋介紹,日冕物質拋射(CME)是典型的太陽爆發活動。每次CME發生時,太陽表面都會有數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百到上千公里的高速拋出。就像巨大的霰彈炮,發射出很多微小的彈丸,攻擊近半個太陽系。
CME具有很大的隨機性,11月27日至29日連續3天發生了4次CME,這4次CME速度不同,最終27日的CME先到達地球,28日與29日的3次CME到達地球時間有所重合。雖然無法證明多次CME的疊加會對地球造成1+1>2的效果,但復合的CME活動肯定要比單次爆發的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構噴射出來,所包裹的“磁云”物質在密度、溫度和磁場上都不均勻。就像一團煙霧,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(圖片來源:國家空間天氣監測預警中心)
地磁暴、極光會危害人類身體健康?
極光是唯一能用肉眼看到的太陽爆發活動對地球產生的影響,除此之外,太陽爆發活動最主要的影響是會干擾無線電通信和導航。
韓大洋介紹,人類第一次真正見識到太陽爆發活動產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”)。當年9月,英國的業余天文學家卡靈頓觀測到太陽明亮的白光耀斑,并打電話給當地的天文臺佐證了這一發現。幾小時后,太陽耀斑及后續產生的高能物質很快到達地球并引起地磁暴,有線電話的電纜受此影響產生感應電流,導致電線被燒毀,發報機也因此出現故障。
由于1859年還沒有飛機、衛星等,對地球的影響并不直觀,而2003年11月的萬圣節風暴事件發生時,就使得很多衛星陷入故障。如果卡靈頓事件強度的太陽爆發活動發生在今天,將使電力、衛星網絡,以及高性能計算機等領域受到巨大影響,恢復周期可能需要10~20年。在約10年前,全球科學家評估對人類威脅最大的10個自然災害,小行星撞地球排行第一,其次就是超級太陽風暴。
不過,太陽爆發活動只是使地球磁場發生方向和大小的變化,并不會對公眾的身體健康等方面造成直接影響。即使在太陽風暴到來時搭乘跨極區的航班,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會導致輻射增強,需將手機關機,實際上都是電信詐騙的手段。韓大洋表示,超級太陽風暴數百年不遇,即便真的發生了,預報預警系統及安全系統會立即啟動,屆時只需遵照官方提示執行即可。