地球的極光是太陽帶電粒子流進(jìn)入地球磁場(chǎng),經(jīng)過加速后與高空的稀薄氣體分子產(chǎn)生猛烈撞擊而形成的,簡單的理解,這種現(xiàn)象類似于毛衣起靜電,脫毛衣時(shí)的電火花是纖維之間摩擦產(chǎn)生的,而極光是電子與大氣碰撞產(chǎn)生的。
正常來說,由于地磁場(chǎng)的作用,極光這種現(xiàn)象往往是出現(xiàn)在南北極,或是維度極高的地區(qū)(南北緯65度到75度之間),而我國最北部的漠河僅為北緯53度左右很難出現(xiàn)極光現(xiàn)象,但最近幾天我國北部地區(qū)卻接連出現(xiàn)了罕見的極光景象,甚至在北京都能夠觀測(cè)到,這主要是受地磁暴活動(dòng)的影響而產(chǎn)生的。
這幾天的太陽活動(dòng)劇烈,風(fēng)云三號(hào)E星、羲和號(hào)以及SOHO等衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到了大規(guī)模的日冕物質(zhì)拋射,作為最典型的太陽爆發(fā)活動(dòng),一次日冕物質(zhì)拋射過程能將數(shù)以億噸計(jì)的太陽物質(zhì)以數(shù)百千米每秒的高速拋離太陽表面,不僅是巨大質(zhì)量與速度匯聚成的動(dòng)能,它們還攜帶著太陽強(qiáng)大的磁場(chǎng)能,一旦命中地球,就會(huì)引發(fā)地磁場(chǎng)方向與大小的變化,即地磁暴,而多次的強(qiáng)烈日冕物質(zhì)拋射相互疊加,最終成功地讓較低緯度地區(qū)也看到了極光。
地磁暴對(duì)我們有什么影響?
對(duì)于普通人來說極光并不是一種自然災(zāi)害現(xiàn)象,地磁暴也并不需要額外的防護(hù),不過它也確實(shí)會(huì)伴隨一些災(zāi)害性的效應(yīng),因?yàn)閺?qiáng)烈的太陽活動(dòng)對(duì)地球的通信、導(dǎo)航以及人造衛(wèi)星的運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面的影響。
首先,磁場(chǎng)擾動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電流,這種電流被稱為感生電流。感生電流在長距離的輸電網(wǎng)絡(luò)里會(huì)形成相對(duì)較大的電流,可能會(huì)對(duì)變壓器產(chǎn)生影響。比如在1989年的一次大地磁暴中,加拿大魁北克省的一處變壓器就受到感生電流的影響被燒毀了,不過,我國屬于中低緯度國家,受到地磁暴的影響沒有北美地區(qū)那么大。
另外,在發(fā)生地磁暴的時(shí)候,電離層往往會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的擾動(dòng),可能對(duì)短波通信和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)產(chǎn)生影響。尤其是GNSS,它使用的導(dǎo)航信號(hào)主要來自于2萬公里的太空,會(huì)受到距離地面60—1000公里的電離層活動(dòng)的影響。在地磁暴發(fā)生的時(shí)候,使用GNSS單頻定位的手機(jī),其定位精度會(huì)下降,手機(jī)定位的偏差可能從正常情況的10—20米,變成偏差上百米,甚至在個(gè)別情況下可能出現(xiàn)GNSS導(dǎo)航不能使用的情況。
除了對(duì)電離層產(chǎn)生擾動(dòng)以外,地磁暴也會(huì)對(duì)幾百公里高度的大氣層產(chǎn)生影響。在這個(gè)高度上運(yùn)行的空間站、衛(wèi)星等,在地磁暴期間會(huì)比平常下降更多的高度。比如我國今年發(fā)射的風(fēng)云三號(hào)降水星,平時(shí)距地面大概400多公里,受此次地磁暴的影響,預(yù)計(jì)它會(huì)降低約300多米,從運(yùn)行安全的角度考慮,就需要對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行抬升操作。
其實(shí),有關(guān)于地磁暴的預(yù)警主要是發(fā)給專業(yè)用戶的,比如負(fù)責(zé)空間站、低軌衛(wèi)星的相關(guān)部門和人員,這些專業(yè)用戶特別需要了解地磁暴預(yù)警信息,以便在地磁暴發(fā)生時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。對(duì)于我們普通民眾來說,地磁暴最大可能影響到的電子產(chǎn)品就是手機(jī),它會(huì)讓手機(jī)定位不準(zhǔn),其他方面的影響并不是太大。
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