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強地磁暴或再次上演!太陽耀斑影響地球,堪比百萬次火山噴發?

作者:優美生态環境保衛者

近日,太陽表面發生了一次X1.3級強耀斑,盡管當時大陸正處于白晝,但是大陸上空大氣層的電離層已經生了些許影響。據相關報道,未來三天太陽又要“打個大噴嚏”,或引發M級或者X級耀斑,可能引發比較嚴重的地磁暴,對地球空間以及人類不可避免地産生影響。

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太陽耀斑等級的劃分标準

太陽耀斑是太陽活動的一種表現,通常表現為太陽表面的一種強烈輻射現象。根據耀斑的強度,可以将其分為A、B、C、M、X五個級别,其中A為最小級别,X為最大級别。

M級耀斑釋放的能量大約相當于上億顆百萬噸級的氫彈,或是十萬至百萬次強大火山爆發能量的總和。而X級耀斑則更為強烈。這裡需要指出的是,這些能量是太陽所釋放出的總能量,并非是到達地球的能量,兩者的差距非常大,到達地球的能量與總能量相比微乎其微,是以對地球空間和人類的影響比較有限。

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天文學家和太陽實體學家們通過觀測和分析太陽表面的活動,可以對太陽耀斑的爆發進行預測。同時,他們還利用衛星和其他先進裝置對太陽進行持續監測,以便及時發現和評估太陽活動的強度和影響。

太陽耀斑是如何形成的?

大家知道,太陽是一個巨大的等離子體球體,其中充滿了熾熱的氣體和帶電粒子。這些帶電粒子(如質子和電子)在太陽内部和外部産生電流,進而形成複雜的磁場結構,這些磁場結構在太陽表面和大氣層中不斷變化和演化。

在太陽的某些區域,特别是太陽黑子群附近,磁場結構可能變得特别複雜和扭曲。這種複雜的磁場結構可以儲存大量的磁能。随着時間的推移,這些儲存的磁能可能逐漸增加,形成一個不穩定的狀态。

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當磁場中的能量積累到一定程度時,它可能會突然釋放。這種釋放通常是通過一種稱為“磁場重聯”的過程發生的,其中不同方向的磁場線重新連接配接,釋放出巨大的能量。

在磁場能量釋放的過程中,太陽大氣層中的氣體被加熱并膨脹,形成一個明亮的區域,即太陽耀斑。這個過程可以持續幾分鐘到幾個小時不等。由于磁場能量釋放的規模巨大,耀斑通常會發出強烈的電磁輻射,包括紫外線、X射線和伽馬射線等。

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強烈地磁暴或将再次上演

2024年正處于第25個太陽活動周期,且處在太陽活動的“極大期”。前一段時間,在太陽強烈活動特别是太陽耀斑爆發階段,地球外圍空間地磁暴産生了多次。根據科學家們的預測,近期太陽持續的活躍活動,極有可能再次引發強烈的地磁暴。

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在太陽耀斑發生時,從波長短于1埃的γ射線和X射線,直到波長達幾公裡的射電波段,幾乎全波段的電磁輻射都有增強的現象。這種能量的釋放是地磁暴産生的最直接原因。

光有太陽能量的釋放還不夠。太陽耀斑釋放的高能帶電粒子會沿着太陽風(即太陽發射出的等離子體流)向地球傳播,當高能帶電粒子進入地球磁場時,它們會與地球磁場發生互相作用。這種互相作用會導緻地球磁場強度和方向的劇烈變化,即地磁暴的發生。同時,帶電粒子的沖擊還會引起地球電離層中等離子體的對流,進一步加劇地磁暴的影響。

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地磁暴對地球空間的影響

當地磁暴發生時,地球磁場會在短時間内發生顯著變化。這可能包括磁場強度的瞬時增加或減小,以及磁場方向的變化。這些變化,可以通過地面上的磁力計等儀器進行觀測和記錄。

強烈地磁暴對地球空間的影響,除了地球磁場的顯著變化外,人們能夠覺察或者發現的明顯特征,主要集中在以下方面:

一個是對電力系統的影響。地磁暴會産生強烈的地磁感應電流,對電力系統的輸電線路和變壓器等裝置産生影響。這可能導緻電網中出現電壓閃變、電流超标等故障,甚至引發停電等嚴重問題。曆史上曾多次發生過因地磁暴導緻的大規模停電事件。

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另一個是對通訊系統的影響。地磁暴會擾動電離層,導緻無線電通信的信号傳播受阻或消失。這可能對全球導航衛星系統(如GPS)和衛星通信等現代通訊系統造成影響,導緻定位不準确、通信中斷等問題。

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此外,地磁暴會加劇地球磁層中的電離層擾動和磁暴等現象,對太空環境中的衛星和宇航員産生影響。例如,衛星可能會受到額外的輻射和沖擊,導緻裝置損壞或功能失效;在太空中或者空間站中的航天員也可能會受到輻射暴露和健康風險。

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當然,地磁暴不僅僅有破壞性,還會給我們帶來絢爛的極光體驗。極光是地磁暴在地面上的最直覺表現之一。它是由太陽風中的帶電粒子(主要是電子和質子)進入地球磁場,在地球南北兩極附近地區的高空與大氣中的原子和分子互相作用而産生的。

強地磁暴或再次上演!太陽耀斑影響地球,堪比百萬次火山噴發?

極光的強度和範圍可以反映地磁暴的強弱和範圍,比如越是強烈的極光,越能在緯度低的區域觀察到。

#未來三天有可能爆發M級甚至X級以上耀斑#