近日,有网友在新疆拍到了绚丽的极光,并且除了常见的红色和紫色外,他还拍到了通常只有在北极圈内才容易观测到的绿色极光,或属我国首次拍摄记录。
顾名思义,极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空,例如南北极,而这次为什么会在新疆观测到极光呢?它的出现会对我们造成什么影响?今天我们就来聊聊这方面的话题。
(资料图)
那么这次的极光来自于日冕物质抛射引起的G-4级超强地磁暴,强度达到KP=8。按照国家标准,地磁暴强度Kp指数可将其划分为五个级别,分别是小、中等、大、特大、超大,而这次就是超大级别的地磁暴。这也是自2019年12月太阳进入第25个太阳活动周以来,最强的一次地磁暴,也是近20年来最强的一次过程。
对此,北京天文馆研究员朱进表示,22日凌晨2点,太阳和日球层观测台监测到一次伴随M1.7级太阳耀斑的全晕日冕物质抛射,它是由冕洞高速流和日冕物质抛射共同作用产生的。
前者是源自太阳表面大气,也就是日冕的低密度区域,高速太阳风从这一区域大量飞出,后者日冕物质抛射是典型的太阳爆发,当这些携带太阳能量的物质以数百千米每秒的高速飞离太阳表面时,就会形成类似爆炸冲击波,快速传递到太阳系的各处。
正常情况下,太阳耀斑爆发或日冕物质抛射发生后,一些速度很快的高能带电粒子可能会传输到地球附近,如果不是特别强,受地球磁场影响,基本会被地球的两极俘获,所以极光一般出现在南、北两极。但是如果高能带电粒子流强度很强,就会与地球磁场相互作用产生特别强的磁暴,那么在中高纬度地区也可能会看到极光,甚至在低纬度地区也能看到。
那么在此次强烈的地磁扰动下,我国新疆、欧洲、北美等中高纬度地区,都观测到了绚丽的极光。
另外,此次地磁暴之所以强,是臀围日冕物质抛射的方向正好对着地球。当他们到达地球之后,与地球自身的磁场来了一次“正面碰撞”,进而产生了唯美的极光景象。
当然,虽然景色很美,但是地磁暴会带来很多影响,例如会对地面通信和航天器的运行产生威胁。
地磁暴通常会显著影响500公里以下的近地轨道,地磁暴给地球两极地区注入巨大能量,随后能量传递给高层大气中,造成大气被加热,并向低纬度地区扩散。低层大气受热膨胀,导致卫星轨道上的大气密度增加,使得卫星所受阻力增大卫星运行速度和高度下降,无法维持在原本高度轨道运行。为保障低轨卫星正常业务运行,当卫星降落到一定位置时,需要人为推升其上升至原本轨道高度。例如,因为受到这次地磁暴的影响,我国刚发射的气象卫星风云三号G星的轨道,就降低约560米。
通信方面也是如此,例如短波通信是一个严重依赖地球电离层的通信方式,当地磁暴发生时,电离层电子密度分布会发生很大变化,从而造成不同频率的无线电波的反射率发生变化,导致较高频率的无线电波不能反射,电波原有的接收点接收到的信号会大幅度衰减,甚至完全接收不到,从而造成短波通信的中断。
通信中断是非常危险的,一旦有状况发生,无法第一时间跟其他人或者救援人员取得联系,可能会产生不好的结果。
另外,各种电子设备也会受到地磁暴的影响,出现异常,例如,手机、电脑等等,以及一些重要设施,例如电力系统、卫星导航系统等等。
总之,地磁暴是一种正常的自然现象,不可避免。虽然它会对地球产生一定的影响,但是在地球磁场的保护下,问题还是不大的。同时,当出现地磁暴现象的时候,我们仍然不能大意,可以采取一些措施来减少其对人类社会的影响。
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