大地磁暴預(yù)警發(fā)布！它會對人類有何影響？

3月24日、25日和26日三天，可能出現(xiàn)地磁活動，其中3月25日可能發(fā)生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，預(yù)計地磁活動將持續(xù)到26日。

在此影響之下，空間站可能因大氣拖曳造成軌道高度下降，衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備的定位誤差增大，航空飛行將面臨通訊環(huán)境變差和跨極區(qū)輻射的雙重風(fēng)險，對于公眾，尤其是信鴿玩家和極光愛好者，未來幾天要時刻注意空間天氣信息。

此次日冕物質(zhì)拋射（CME）過程發(fā)生的位置幾乎正對地球，因此從地球看去，噴發(fā)物形成一個圓面，也就是以往我們提到的“全暈”。此類爆發(fā)活動噴出的太陽物質(zhì)相對地球速度快、覆蓋度高，可能引起比較強(qiáng)的地磁活動。

從大家觀看極光演出的角度來說，極光愛好者將看到美麗的景象。而從另一個角度，對于廣大的信鴿玩家，未來幾天要盡量減少不良天氣條件下以及遠(yuǎn)距離的司放活動。

極光（圖庫版權(quán)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛）

01 什么是地磁暴？

作為最典型的太陽爆發(fā)活動，一次日冕物質(zhì)拋射過程能將數(shù)以億噸計的太陽物質(zhì)以數(shù)百千米每秒的高速拋離太陽表面，不光是巨大質(zhì)量與速度匯聚成的動能，它們還攜帶著太陽強(qiáng)大的磁場能，一旦命中地球，就會引發(fā)地磁場方向與大小的變化，即地磁暴。

使用白光日冕儀拍攝的“日冕物質(zhì)拋射”，圖片來自：Wikipedia，歐洲航天局

02 導(dǎo)演地磁暴的重要“元兇”——日珥中的“暴躁哥”

日珥是從太陽表面向外延伸的大型等離子體和磁場結(jié)構(gòu)，通常呈環(huán)形，可以向外延伸到日冕。日冕就是太陽大氣的最外層，日冕的內(nèi)部分為色球?qū)?、光球?qū)印Ｈ甄硗ǔθ祟悰]有什么影響，但日珥中的“爆發(fā)日珥”則不然，因為它們可能會引發(fā)“日冕物質(zhì)拋射”。據(jù)統(tǒng)計，所有的爆發(fā)日珥中，大約70%的爆發(fā)日珥與日冕物質(zhì)拋射有關(guān)。

巨大，且攜帶磁力線的等離子體氣體從太陽上被快速拋射出來的過程，就是“日冕物質(zhì)拋射”。等離子體的拋射速度很快，從每秒幾十千米到每秒超過1000千米不等。如此快，且如此巨量的等離子體拋射，在少數(shù)極端情況下必然會對地球磁場產(chǎn)生影響，繼而影響人類生活。

日珥（圖庫版權(quán)圖片，轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛）

03 地磁暴的影響

隨著磁暴活動的逐漸加強(qiáng)，地球高層大氣被不斷加熱，進(jìn)而膨脹并擴(kuò)散至更高的空間中，這給航天器在軌飛行制造了額外的阻力，產(chǎn)生類似拖拽的減速作用，降低航天器軌道高度，而高度的降低對應(yīng)著更加稠密的大氣環(huán)境，會進(jìn)一步帶來更大的飛行阻力，這樣就形成了飛行速度減慢——高度降低——阻力更大——進(jìn)一步減速——高度更快降低的惡性循環(huán)，給航天器安全造成極大的威脅。

地磁暴可能會影響無線電波的傳播，從而干擾地面通信和衛(wèi)星信號，這可能影響導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的精確度，以及手機(jī)和衛(wèi)星電視的信號質(zhì)量。同時，強(qiáng)烈的地磁暴可能會對電力傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生影響，增加輸電線路的電流負(fù)荷，有時甚至可能導(dǎo)致變壓器或其他電網(wǎng)設(shè)施損壞，引起電力中斷。

1989年3月發(fā)生的超級地磁暴，導(dǎo)致加拿大魁北克電網(wǎng)系統(tǒng)完全癱瘓，大部分地區(qū)9個小時才恢復(fù)供電。這次事件還使澳大利亞輸油管道受損，大西洋和太平洋海底電纜出現(xiàn)高壓脈沖；美國GOES-7衛(wèi)星損失了一半太陽能電池，致使其壽命縮短一半；日本通信衛(wèi)星CS-3B異常，衛(wèi)星上的備用命令電路損壞。

我國的在軌衛(wèi)星也會受到地磁暴的影響。韓大洋介紹，這次地磁暴造成我國風(fēng)云三號G星的軌道單日降低約300米，達(dá)到日常情況下軌道衰減數(shù)值的近四倍。但在準(zhǔn)確的預(yù)報服務(wù)下，衛(wèi)星運控部門已提前做好準(zhǔn)備，因此此次大地磁暴對風(fēng)云衛(wèi)星的運行影響不大。

很多人擔(dān)心，地磁暴是否會影響人類健康和安全。地磁暴通常對人體健康沒有影響。地磁暴對身體和航空出行不會有什么影響，雖然會對電子通信產(chǎn)品有一定的干擾，但影響都是非常小的，也有應(yīng)對措施。但在國際空間站工作的宇航員們可能會受到地磁暴更多的影響。

04 去年12月地磁暴帶來多地極光

2023年11月30日，中國氣象局、國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心預(yù)測稱，2023年11月30日、12月1日、2日三天，可能出現(xiàn)地磁暴活動，其中12月1日可能發(fā)生中等以上地磁暴甚至大地磁暴，預(yù)計地磁活動將延續(xù)到12月2日。受地磁暴影響，我國黑龍江、內(nèi)蒙古、新疆等地均出現(xiàn)極光活動，甚至北京都有清晰的極光目擊和觀測記錄。

有紀(jì)錄以來的最大一次影響被稱為“卡靈頓事件”，時間是1859年9月1日至2日。就在卡靈頓事件發(fā)生之前的一兩天，也就是1859年8月28日，人們就在太陽上發(fā)現(xiàn)了許多太陽黑子，且夜晚的天空也跟往常不太一樣，夜空要比平時明亮且顏色多變，當(dāng)時的報紙緊跟熱點，還報道了這些異常。而在8月29日，人們甚至都能從澳大利亞最北方的昆士蘭州看到南極光。地球上產(chǎn)生大量極光，這正是日冕物質(zhì)拋射對地球影響的特征之一。

05 地磁暴的預(yù)防

地磁暴不可避免，但我們已經(jīng)能夠提前預(yù)報預(yù)警。據(jù)了解，目前我國已形成規(guī)范化、定量化的空間天氣監(jiān)測預(yù)報預(yù)警業(yè)務(wù)，空間天氣預(yù)報準(zhǔn)確率處于國際先進(jìn)水平。今年，空間天氣預(yù)警還加入了國家突發(fā)事件預(yù)警發(fā)布體系，并在2023年3月1日通過國家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布平臺首次發(fā)布太陽耀斑的信息提示。

來源：科普中國綜合人民網(wǎng)、空間天氣、中國氣象、光明日報等