#2到3天后或发生地磁暴##为什么地磁暴频发#
简要概括版:
在北京时间5月8日下午到5月9日凌晨,新的太阳表面扰动区(编号AR3664)出现多次耀斑事件,并引发了日冕物质抛射。虽然耀斑强度不及先前的扰动区(编号AR3663),但由于它正对着地球,日冕抛射的高能粒子流也有明显朝向地球的分量,【因而它们将陆续在北京时间5月10日下午到11日中午抵达地球并引发一定规模地磁暴】。地磁暴对我国所在的中低纬度地区影响有限,主要在部分借助地磁导航的微小误差、部分卫星系统等,而最北境的东北北部、新疆北部有机会瞥见极光。
———以下为较详细说明
当前是太阳表面扰动区交接班的时候。
在5月3日至8日,太阳表面13663号扰动区(AR3663-图1为羲和号拍摄,太阳表面右上侧的一串黑子群即为该扰动区;也是图2标注3663的区域)相当活跃,产生了5个X级耀斑和数十个M级耀斑(图2)。但与此同时,一个新的扰动区—13664号(AR3664,图1/2的中部偏下的大型黑子群)出现了迅猛发展,不仅磁类型和13663号同等复杂(β-γ-δ型,图3),面积规模更是庞大(图4)。随着AR3663将随太阳自转转动到背向地球一侧,这个后继的AR3664将完成“接班”继续影响地球。
北京时间昨天(5月8日)中午13: 09,AR3664扰动区起爆发了X1.0级耀斑(图5为峰值时刻波长为13.1纳米极紫外辐射图),随后又爆发了一个X1.0级耀斑(北京时间今日05: 40,图6为对应峰值)和数个M级耀斑(图7)。
太阳耀斑对地球的影响主要来自它“直接喷发”与间接引发的的不同高能辐射,包括高能电磁波辐射、高能粒子流等(图8)。因为它们的速度和来源不同,从而会对地球产生三个阶段影响—
(1)最快的、耀斑直接引发的强烈X射线等高能电磁辐射—它以光速传播,8分多抵达地球。
它通过导致高层大气电离度增大,使电离层突然扰动并干扰无线电通讯。这一影响集中在面向太阳照射的昼半球,以太阳直射点处最为显著,持续时间数分钟到数十分钟。
(2)太阳耀斑直接喷发的高能粒子流–以高能质子为主,它将在数十分钟到数小时后抵达地球,影响持续数小时到1天左右,这一影响被称作太阳质子事件。太阳质子事件首先会对人造卫星甚至空间站造成明显影响。
而第三阶段,也是本次最为关注的,是它可能引发的【日冕物质抛射(CME)】和【地磁暴】。
太阳大气层由里及外为光球层、色球层、日冕层(图9),其中,日冕层位于最外层,温度极高但极其稀薄;在日冕区域的极高温度下,物质为等离子体形式存在。通常情况下,这些带电粒子被封闭的太阳磁场所束缚,难以成规模远离;但当耀斑等强烈异常磁场扰动,会导致磁场线出现局部开放等现象,此时在这个阕口处,就容易出现日冕物质大规模喷薄而出并形成CME。
作为显著的高能带电粒子流,当CME进入地球磁场范围后,会使地磁场压缩变形,并将大量带电粒子注入地磁层区域,引发地磁层环状电流急剧变化;而由于【变化的电流会产生变化的磁场】,这会给在基本的地磁场基础上【额外附加】一部分感应磁场,这额外附加的部分就被称作【地磁扰动】,其中较强者会称作【地磁暴】。
不过,由于耀斑是色球层现象而非直接位于日冕层,【因而并非所有耀斑都会引发地磁暴】:
(1)如果耀斑本身是约束性事件,就不会引发日冕物质抛射(如今年2月的强耀斑);
(2)即使引发了日冕物质抛射,由于地球只是星空的沧渺一粟,如果没有朝向地球抛射也不会受到影响(如5月5日的多次耀斑事件)。
然而,虽然昨天中午至今天凌晨的多次耀斑事件强度本身不及5月5日-7日的耀斑,但由于这次的新扰动区更面向地球,引发的CME会产生更多面向地球的分量(图10-图11,更特别地,出现了多次成环的晕状CME,表明事件较强且会有各方向的更显著影响),因而目前预计会产生地磁暴事件—目前预计为中等强度,需要后续观测进一步确认强度;由于是多次CME接踵而至,因而地磁暴持续时间较长,预计为5月10日下午至5月11日中午前后(图12)。
地磁暴代表着高能粒子流冲击地球高层大气。地磁暴出现时,会在磁极附近的高纬度区域地面进一步激发感应电流,并对当地电网等产生一定干扰;此外高纬度区域地磁导航、卫星导航和低频无线电波导航等方式等也会受到明显干扰,对【经过极地区域的航班】飞行也会有一定影响。不过,【大多数非极端偏强的地磁暴(包括本次事件在内)的影响局限在高纬度区域—严谨而言是高磁纬度区域】,而对我国在内的东亚一侧中低纬度区域影响不明显。
在大气层之外,高能粒子流和地磁扰动同样对卫星的电气元件工作、飞行姿态等产生影响;甚至对于部分低轨道航天器而言,由于运行区域大气密度稍大,地磁暴期间可能出现大气密度进一步升高而阻力增大,影响航天器轨道变动甚至提前坠落,这些都是需要防范。
而对于更多普通人而言,在较强磁暴发生时,在高纬度区域(准确而言,是磁极周边的磁纬度较高区域)更可能看到绚烂极光)。我国最北境,如黑龙江北部、内蒙古东北部、新疆北部等地,都有机会在本次地磁暴期间看到极光带边缘的明灭,且由于未来几天为农历月初,月光的干扰也较小,如果天气适合的确可以关注。
短期内,引发本次事件的复杂太阳扰动区要移动到背向地球一侧仍需数日,加之磁类型复杂,仍可能在未来数日里造成一些耀斑事件;而在逐步进入25周期活动峰值的当前,我们也需要更密切关注未来数月到一两年内的太阳活动,做好空间天气预测和可能影响。
简要概括版:
在北京时间5月8日下午到5月9日凌晨,新的太阳表面扰动区(编号AR3664)出现多次耀斑事件,并引发了日冕物质抛射。虽然耀斑强度不及先前的扰动区(编号AR3663),但由于它正对着地球,日冕抛射的高能粒子流也有明显朝向地球的分量,【因而它们将陆续在北京时间5月10日下午到11日中午抵达地球并引发一定规模地磁暴】。地磁暴对我国所在的中低纬度地区影响有限,主要在部分借助地磁导航的微小误差、部分卫星系统等,而最北境的东北北部、新疆北部有机会瞥见极光。
———以下为较详细说明
当前是太阳表面扰动区交接班的时候。
在5月3日至8日,太阳表面13663号扰动区(AR3663-图1为羲和号拍摄,太阳表面右上侧的一串黑子群即为该扰动区;也是图2标注3663的区域)相当活跃,产生了5个X级耀斑和数十个M级耀斑(图2)。但与此同时,一个新的扰动区—13664号(AR3664,图1/2的中部偏下的大型黑子群)出现了迅猛发展,不仅磁类型和13663号同等复杂(β-γ-δ型,图3),面积规模更是庞大(图4)。随着AR3663将随太阳自转转动到背向地球一侧,这个后继的AR3664将完成“接班”继续影响地球。
北京时间昨天(5月8日)中午13: 09,AR3664扰动区起爆发了X1.0级耀斑(图5为峰值时刻波长为13.1纳米极紫外辐射图),随后又爆发了一个X1.0级耀斑(北京时间今日05: 40,图6为对应峰值)和数个M级耀斑(图7)。
太阳耀斑对地球的影响主要来自它“直接喷发”与间接引发的的不同高能辐射,包括高能电磁波辐射、高能粒子流等(图8)。因为它们的速度和来源不同,从而会对地球产生三个阶段影响—
(1)最快的、耀斑直接引发的强烈X射线等高能电磁辐射—它以光速传播,8分多抵达地球。
它通过导致高层大气电离度增大,使电离层突然扰动并干扰无线电通讯。这一影响集中在面向太阳照射的昼半球,以太阳直射点处最为显著,持续时间数分钟到数十分钟。
(2)太阳耀斑直接喷发的高能粒子流–以高能质子为主,它将在数十分钟到数小时后抵达地球,影响持续数小时到1天左右,这一影响被称作太阳质子事件。太阳质子事件首先会对人造卫星甚至空间站造成明显影响。
而第三阶段,也是本次最为关注的,是它可能引发的【日冕物质抛射(CME)】和【地磁暴】。
太阳大气层由里及外为光球层、色球层、日冕层(图9),其中,日冕层位于最外层,温度极高但极其稀薄;在日冕区域的极高温度下,物质为等离子体形式存在。通常情况下,这些带电粒子被封闭的太阳磁场所束缚,难以成规模远离;但当耀斑等强烈异常磁场扰动,会导致磁场线出现局部开放等现象,此时在这个阕口处,就容易出现日冕物质大规模喷薄而出并形成CME。
作为显著的高能带电粒子流,当CME进入地球磁场范围后,会使地磁场压缩变形,并将大量带电粒子注入地磁层区域,引发地磁层环状电流急剧变化;而由于【变化的电流会产生变化的磁场】,这会给在基本的地磁场基础上【额外附加】一部分感应磁场,这额外附加的部分就被称作【地磁扰动】,其中较强者会称作【地磁暴】。
不过,由于耀斑是色球层现象而非直接位于日冕层,【因而并非所有耀斑都会引发地磁暴】:
(1)如果耀斑本身是约束性事件,就不会引发日冕物质抛射(如今年2月的强耀斑);
(2)即使引发了日冕物质抛射,由于地球只是星空的沧渺一粟,如果没有朝向地球抛射也不会受到影响(如5月5日的多次耀斑事件)。
然而,虽然昨天中午至今天凌晨的多次耀斑事件强度本身不及5月5日-7日的耀斑,但由于这次的新扰动区更面向地球,引发的CME会产生更多面向地球的分量(图10-图11,更特别地,出现了多次成环的晕状CME,表明事件较强且会有各方向的更显著影响),因而目前预计会产生地磁暴事件—目前预计为中等强度,需要后续观测进一步确认强度;由于是多次CME接踵而至,因而地磁暴持续时间较长,预计为5月10日下午至5月11日中午前后(图12)。
地磁暴代表着高能粒子流冲击地球高层大气。地磁暴出现时,会在磁极附近的高纬度区域地面进一步激发感应电流,并对当地电网等产生一定干扰;此外高纬度区域地磁导航、卫星导航和低频无线电波导航等方式等也会受到明显干扰,对【经过极地区域的航班】飞行也会有一定影响。不过,【大多数非极端偏强的地磁暴(包括本次事件在内)的影响局限在高纬度区域—严谨而言是高磁纬度区域】,而对我国在内的东亚一侧中低纬度区域影响不明显。
在大气层之外,高能粒子流和地磁扰动同样对卫星的电气元件工作、飞行姿态等产生影响;甚至对于部分低轨道航天器而言,由于运行区域大气密度稍大,地磁暴期间可能出现大气密度进一步升高而阻力增大,影响航天器轨道变动甚至提前坠落,这些都是需要防范。
而对于更多普通人而言,在较强磁暴发生时,在高纬度区域(准确而言,是磁极周边的磁纬度较高区域)更可能看到绚烂极光)。我国最北境,如黑龙江北部、内蒙古东北部、新疆北部等地,都有机会在本次地磁暴期间看到极光带边缘的明灭,且由于未来几天为农历月初,月光的干扰也较小,如果天气适合的确可以关注。
短期内,引发本次事件的复杂太阳扰动区要移动到背向地球一侧仍需数日,加之磁类型复杂,仍可能在未来数日里造成一些耀斑事件;而在逐步进入25周期活动峰值的当前,我们也需要更密切关注未来数月到一两年内的太阳活动,做好空间天气预测和可能影响。
#2到3天后或发生地磁暴##为什么地磁暴频发#
简要概括版:
在北京时间5月8日下午到5月9日凌晨,新的太阳表面扰动区(编号AR3664)出现多次耀斑事件,并引发了日冕物质抛射。虽然耀斑强度不及先前的扰动区(编号AR3663),但由于它正对着地球,日冕抛射的高能粒子流也有明显朝向地球的分量,【因而它们将陆续在北京时间5月10日下午到11日中午抵达地球并引发一定规模地磁暴】。地磁暴对我国所在的中低纬度地区影响有限,主要在部分借助地磁导航的微小误差、部分卫星系统等,而最北境的东北北部、新疆北部有机会瞥见极光。
———以下为较详细说明
当前是太阳表面扰动区交接班的时候。
在5月3日至8日,太阳表面13663号扰动区(AR3663-图1为羲和号拍摄,太阳表面右上侧的一串黑子群即为该扰动区;也是图2标注3663的区域)相当活跃,产生了5个X级耀斑和数十个M级耀斑(图2)。但与此同时,一个新的扰动区—13664号(AR3664,图1/2的中部偏下的大型黑子群)出现了迅猛发展,不仅磁类型和13663号同等复杂(β-γ-δ型,图3),面积规模更是庞大(图4)。随着AR3663将随太阳自转转动到背向地球一侧,这个后继的AR3664将完成“接班”继续影响地球。
北京时间昨天(5月8日)中午13: 09,AR3664扰动区起爆发了X1.0级耀斑(图5为峰值时刻波长为13.1纳米极紫外辐射图),随后又爆发了一个X1.0级耀斑(北京时间今日05: 40,图6为对应峰值)和数个M级耀斑(图7)。
太阳耀斑对地球的影响主要来自它“直接喷发”与间接引发的的不同高能辐射,包括高能电磁波辐射、高能粒子流等(图8)。因为它们的速度和来源不同,从而会对地球产生三个阶段影响—
(1)最快的、耀斑直接引发的强烈X射线等高能电磁辐射—它以光速传播,8分多抵达地球。
它通过导致高层大气电离度增大,使电离层突然扰动并干扰无线电通讯。这一影响集中在面向太阳照射的昼半球,以太阳直射点处最为显著,持续时间数分钟到数十分钟。
(2)太阳耀斑直接喷发的高能粒子流–以高能质子为主,它将在数十分钟到数小时后抵达地球,影响持续数小时到1天左右,这一影响被称作太阳质子事件。太阳质子事件首先会对人造卫星甚至空间站造成明显影响。
而第三阶段,也是本次最为关注的,是它可能引发的【日冕物质抛射(CME)】和【地磁暴】。
太阳大气层由里及外为光球层、色球层、日冕层(图9),其中,日冕层位于最外层,温度极高但极其稀薄;在日冕区域的极高温度下,物质为等离子体形式存在。通常情况下,这些带电粒子被封闭的太阳磁场所束缚,难以成规模远离;但当耀斑等强烈异常磁场扰动,会导致磁场线出现局部开放等现象,此时在这个阕口处,就容易出现日冕物质大规模喷薄而出并形成CME。
作为显著的高能带电粒子流,当CME进入地球磁场范围后,会使地磁场压缩变形,并将大量带电粒子注入地磁层区域,引发地磁层环状电流急剧变化;而由于【变化的电流会产生变化的磁场】,这会给在基本的地磁场基础上【额外附加】一部分感应磁场,这额外附加的部分就被称作【地磁扰动】,其中较强者会称作【地磁暴】。
不过,由于耀斑是色球层现象而非直接位于日冕层,【因而并非所有耀斑都会引发地磁暴】:
(1)如果耀斑本身是约束性事件,就不会引发日冕物质抛射(如今年2月的强耀斑);
(2)即使引发了日冕物质抛射,由于地球只是星空的沧渺一粟,如果没有朝向地球抛射也不会受到影响(如5月5日的多次耀斑事件)。
然而,虽然昨天中午至今天凌晨的多次耀斑事件强度本身不及5月5日-7日的耀斑,但由于这次的新扰动区更面向地球,引发的CME会产生更多面向地球的分量(图10-图11,更特别地,出现了多次成环的晕状CME,表明事件较强且会有各方向的更显著影响),因而目前预计会产生地磁暴事件—目前预计为中等强度,需要后续观测进一步确认强度;由于是多次CME接踵而至,因而地磁暴持续时间较长,预计为5月10日下午至5月11日中午前后(图12)。
地磁暴代表着高能粒子流冲击地球高层大气。地磁暴出现时,会在磁极附近的高纬度区域地面进一步激发感应电流,并对当地电网等产生一定干扰;此外高纬度区域地磁导航、卫星导航和低频无线电波导航等方式等也会受到明显干扰,对【经过极地区域的航班】飞行也会有一定影响。不过,【大多数非极端偏强的地磁暴(包括本次事件在内)的影响局限在高纬度区域—严谨而言是高磁纬度区域】,而对我国在内的东亚一侧中低纬度区域影响不明显。
在大气层之外,高能粒子流和地磁扰动同样对卫星的电气元件工作、飞行姿态等产生影响;甚至对于部分低轨道航天器而言,由于运行区域大气密度稍大,地磁暴期间可能出现大气密度进一步升高而阻力增大,影响航天器轨道变动甚至提前坠落,这些都是需要防范。
而对于更多普通人而言,在较强磁暴发生时,在高纬度区域(准确而言,是磁极周边的磁纬度较高区域)更可能看到绚烂极光)。我国最北境,如黑龙江北部、内蒙古东北部、新疆北部等地,都有机会在本次地磁暴期间看到极光带边缘的明灭,且由于未来几天为农历月初,月光的干扰也较小,如果天气适合的确可以关注。
短期内,引发本次事件的复杂太阳扰动区要移动到背向地球一侧仍需数日,加之磁类型复杂,仍可能在未来数日里造成一些耀斑事件;而在逐步进入25周期活动峰值的当前,我们也需要更密切关注未来数月到一两年内的太阳活动,做好空间天气预测和可能影响。
简要概括版:
在北京时间5月8日下午到5月9日凌晨,新的太阳表面扰动区(编号AR3664)出现多次耀斑事件,并引发了日冕物质抛射。虽然耀斑强度不及先前的扰动区(编号AR3663),但由于它正对着地球,日冕抛射的高能粒子流也有明显朝向地球的分量,【因而它们将陆续在北京时间5月10日下午到11日中午抵达地球并引发一定规模地磁暴】。地磁暴对我国所在的中低纬度地区影响有限,主要在部分借助地磁导航的微小误差、部分卫星系统等,而最北境的东北北部、新疆北部有机会瞥见极光。
———以下为较详细说明
当前是太阳表面扰动区交接班的时候。
在5月3日至8日,太阳表面13663号扰动区(AR3663-图1为羲和号拍摄,太阳表面右上侧的一串黑子群即为该扰动区;也是图2标注3663的区域)相当活跃,产生了5个X级耀斑和数十个M级耀斑(图2)。但与此同时,一个新的扰动区—13664号(AR3664,图1/2的中部偏下的大型黑子群)出现了迅猛发展,不仅磁类型和13663号同等复杂(β-γ-δ型,图3),面积规模更是庞大(图4)。随着AR3663将随太阳自转转动到背向地球一侧,这个后继的AR3664将完成“接班”继续影响地球。
北京时间昨天(5月8日)中午13: 09,AR3664扰动区起爆发了X1.0级耀斑(图5为峰值时刻波长为13.1纳米极紫外辐射图),随后又爆发了一个X1.0级耀斑(北京时间今日05: 40,图6为对应峰值)和数个M级耀斑(图7)。
太阳耀斑对地球的影响主要来自它“直接喷发”与间接引发的的不同高能辐射,包括高能电磁波辐射、高能粒子流等(图8)。因为它们的速度和来源不同,从而会对地球产生三个阶段影响—
(1)最快的、耀斑直接引发的强烈X射线等高能电磁辐射—它以光速传播,8分多抵达地球。
它通过导致高层大气电离度增大,使电离层突然扰动并干扰无线电通讯。这一影响集中在面向太阳照射的昼半球,以太阳直射点处最为显著,持续时间数分钟到数十分钟。
(2)太阳耀斑直接喷发的高能粒子流–以高能质子为主,它将在数十分钟到数小时后抵达地球,影响持续数小时到1天左右,这一影响被称作太阳质子事件。太阳质子事件首先会对人造卫星甚至空间站造成明显影响。
而第三阶段,也是本次最为关注的,是它可能引发的【日冕物质抛射(CME)】和【地磁暴】。
太阳大气层由里及外为光球层、色球层、日冕层(图9),其中,日冕层位于最外层,温度极高但极其稀薄;在日冕区域的极高温度下,物质为等离子体形式存在。通常情况下,这些带电粒子被封闭的太阳磁场所束缚,难以成规模远离;但当耀斑等强烈异常磁场扰动,会导致磁场线出现局部开放等现象,此时在这个阕口处,就容易出现日冕物质大规模喷薄而出并形成CME。
作为显著的高能带电粒子流,当CME进入地球磁场范围后,会使地磁场压缩变形,并将大量带电粒子注入地磁层区域,引发地磁层环状电流急剧变化;而由于【变化的电流会产生变化的磁场】,这会给在基本的地磁场基础上【额外附加】一部分感应磁场,这额外附加的部分就被称作【地磁扰动】,其中较强者会称作【地磁暴】。
不过,由于耀斑是色球层现象而非直接位于日冕层,【因而并非所有耀斑都会引发地磁暴】:
(1)如果耀斑本身是约束性事件,就不会引发日冕物质抛射(如今年2月的强耀斑);
(2)即使引发了日冕物质抛射,由于地球只是星空的沧渺一粟,如果没有朝向地球抛射也不会受到影响(如5月5日的多次耀斑事件)。
然而,虽然昨天中午至今天凌晨的多次耀斑事件强度本身不及5月5日-7日的耀斑,但由于这次的新扰动区更面向地球,引发的CME会产生更多面向地球的分量(图10-图11,更特别地,出现了多次成环的晕状CME,表明事件较强且会有各方向的更显著影响),因而目前预计会产生地磁暴事件—目前预计为中等强度,需要后续观测进一步确认强度;由于是多次CME接踵而至,因而地磁暴持续时间较长,预计为5月10日下午至5月11日中午前后(图12)。
地磁暴代表着高能粒子流冲击地球高层大气。地磁暴出现时,会在磁极附近的高纬度区域地面进一步激发感应电流,并对当地电网等产生一定干扰;此外高纬度区域地磁导航、卫星导航和低频无线电波导航等方式等也会受到明显干扰,对【经过极地区域的航班】飞行也会有一定影响。不过,【大多数非极端偏强的地磁暴(包括本次事件在内)的影响局限在高纬度区域—严谨而言是高磁纬度区域】,而对我国在内的东亚一侧中低纬度区域影响不明显。
在大气层之外,高能粒子流和地磁扰动同样对卫星的电气元件工作、飞行姿态等产生影响;甚至对于部分低轨道航天器而言,由于运行区域大气密度稍大,地磁暴期间可能出现大气密度进一步升高而阻力增大,影响航天器轨道变动甚至提前坠落,这些都是需要防范。
而对于更多普通人而言,在较强磁暴发生时,在高纬度区域(准确而言,是磁极周边的磁纬度较高区域)更可能看到绚烂极光)。我国最北境,如黑龙江北部、内蒙古东北部、新疆北部等地,都有机会在本次地磁暴期间看到极光带边缘的明灭,且由于未来几天为农历月初,月光的干扰也较小,如果天气适合的确可以关注。
短期内,引发本次事件的复杂太阳扰动区要移动到背向地球一侧仍需数日,加之磁类型复杂,仍可能在未来数日里造成一些耀斑事件;而在逐步进入25周期活动峰值的当前,我们也需要更密切关注未来数月到一两年内的太阳活动,做好空间天气预测和可能影响。
#2到3天后或发生地磁暴##为什么地磁暴频发#
简要概括版:
在北京时间5月8日下午到5月9日凌晨,新的太阳表面扰动区(编号AR3664)出现多次耀斑事件,并引发了日冕物质抛射。虽然耀斑强度不及先前的扰动区(编号AR3663),但由于它正对着地球,日冕抛射的高能粒子流也有明显朝向地球的分量,【因而它们将陆续在北京时间5月10日下午到11日中午抵达地球并引发一定规模地磁暴】。地磁暴对我国所在的中低纬度地区影响有限,主要在部分借助地磁导航的微小误差、部分卫星系统等,而最北境的东北北部、新疆北部有机会瞥见极光。
———以下为较详细说明
当前是太阳表面扰动区交接班的时候。
在5月3日至8日,太阳表面13663号扰动区(AR3663-图1为羲和号拍摄,太阳表面右上侧的一串黑子群即为该扰动区;也是图2标注3663的区域)相当活跃,产生了5个X级耀斑和数十个M级耀斑(图2)。但与此同时,一个新的扰动区—13664号(AR3664,图1/2的中部偏下的大型黑子群)出现了迅猛发展,不仅磁类型和13663号同等复杂(β-γ-δ型,图3),面积规模更是庞大(图4)。随着AR3663将随太阳自转转动到背向地球一侧,这个后继的AR3664将完成“接班”继续影响地球。
北京时间昨天(5月8日)中午13: 09,AR3664扰动区起爆发了X1.0级耀斑(图5为峰值时刻波长为13.1纳米极紫外辐射图),随后又爆发了一个X1.0级耀斑(北京时间今日05: 40,图6为对应峰值)和数个M级耀斑(图7)。
太阳耀斑对地球的影响主要来自它“直接喷发”与间接引发的的不同高能辐射,包括高能电磁波辐射、高能粒子流等(图8)。因为它们的速度和来源不同,从而会对地球产生三个阶段影响—
(1)最快的、耀斑直接引发的强烈X射线等高能电磁辐射—它以光速传播,8分多抵达地球。
它通过导致高层大气电离度增大,使电离层突然扰动并干扰无线电通讯。这一影响集中在面向太阳照射的昼半球,以太阳直射点处最为显著,持续时间数分钟到数十分钟。
(2)太阳耀斑直接喷发的高能粒子流–以高能质子为主,它将在数十分钟到数小时后抵达地球,影响持续数小时到1天左右,这一影响被称作太阳质子事件。太阳质子事件首先会对人造卫星甚至空间站造成明显影响。
而第三阶段,也是本次最为关注的,是它可能引发的【日冕物质抛射(CME)】和【地磁暴】。
太阳大气层由里及外为光球层、色球层、日冕层(图9),其中,日冕层位于最外层,温度极高但极其稀薄;在日冕区域的极高温度下,物质为等离子体形式存在。通常情况下,这些带电粒子被封闭的太阳磁场所束缚,难以成规模远离;但当耀斑等强烈异常磁场扰动,会导致磁场线出现局部开放等现象,此时在这个阕口处,就容易出现日冕物质大规模喷薄而出并形成CME。
作为显著的高能带电粒子流,当CME进入地球磁场范围后,会使地磁场压缩变形,并将大量带电粒子注入地磁层区域,引发地磁层环状电流急剧变化;而由于【变化的电流会产生变化的磁场】,这会给在基本的地磁场基础上【额外附加】一部分感应磁场,这额外附加的部分就被称作【地磁扰动】,其中较强者会称作【地磁暴】。
不过,由于耀斑是色球层现象而非直接位于日冕层,【因而并非所有耀斑都会引发地磁暴】:
(1)如果耀斑本身是约束性事件,就不会引发日冕物质抛射(如今年2月的强耀斑);
(2)即使引发了日冕物质抛射,由于地球只是星空的沧渺一粟,如果没有朝向地球抛射也不会受到影响(如5月5日的多次耀斑事件)。
然而,虽然昨天中午至今天凌晨的多次耀斑事件强度本身不及5月5日-7日的耀斑,但由于这次的新扰动区更面向地球,引发的CME会产生更多面向地球的分量(图10-图11,更特别地,出现了多次成环的晕状CME,表明事件较强且会有各方向的更显著影响),因而目前预计会产生地磁暴事件—目前预计为中等强度,需要后续观测进一步确认强度;由于是多次CME接踵而至,因而地磁暴持续时间较长,预计为5月10日下午至5月11日中午前后(图12)。
地磁暴代表着高能粒子流冲击地球高层大气。地磁暴出现时,会在磁极附近的高纬度区域地面进一步激发感应电流,并对当地电网等产生一定干扰;此外高纬度区域地磁导航、卫星导航和低频无线电波导航等方式等也会受到明显干扰,对【经过极地区域的航班】飞行也会有一定影响。不过,【大多数非极端偏强的地磁暴(包括本次事件在内)的影响局限在高纬度区域—严谨而言是高磁纬度区域】,而对我国在内的东亚一侧中低纬度区域影响不明显。
在大气层之外,高能粒子流和地磁扰动同样对卫星的电气元件工作、飞行姿态等产生影响;甚至对于部分低轨道航天器而言,由于运行区域大气密度稍大,地磁暴期间可能出现大气密度进一步升高而阻力增大,影响航天器轨道变动甚至提前坠落,这些都是需要防范。
而对于更多普通人而言,在较强磁暴发生时,在高纬度区域(准确而言,是磁极周边的磁纬度较高区域)更可能看到绚烂极光)。我国最北境,如黑龙江北部、内蒙古东北部、新疆北部等地,都有机会在本次地磁暴期间看到极光带边缘的明灭,且由于未来几天为农历月初,月光的干扰也较小,如果天气适合的确可以关注。
短期内,引发本次事件的复杂太阳扰动区要移动到背向地球一侧仍需数日,加之磁类型复杂,仍可能在未来数日里造成一些耀斑事件;而在逐步进入25周期活动峰值的当前,我们也需要更密切关注未来数月到一两年内的太阳活动,做好空间天气预测和可能影响。
简要概括版:
在北京时间5月8日下午到5月9日凌晨,新的太阳表面扰动区(编号AR3664)出现多次耀斑事件,并引发了日冕物质抛射。虽然耀斑强度不及先前的扰动区(编号AR3663),但由于它正对着地球,日冕抛射的高能粒子流也有明显朝向地球的分量,【因而它们将陆续在北京时间5月10日下午到11日中午抵达地球并引发一定规模地磁暴】。地磁暴对我国所在的中低纬度地区影响有限,主要在部分借助地磁导航的微小误差、部分卫星系统等,而最北境的东北北部、新疆北部有机会瞥见极光。
———以下为较详细说明
当前是太阳表面扰动区交接班的时候。
在5月3日至8日,太阳表面13663号扰动区(AR3663-图1为羲和号拍摄,太阳表面右上侧的一串黑子群即为该扰动区;也是图2标注3663的区域)相当活跃,产生了5个X级耀斑和数十个M级耀斑(图2)。但与此同时,一个新的扰动区—13664号(AR3664,图1/2的中部偏下的大型黑子群)出现了迅猛发展,不仅磁类型和13663号同等复杂(β-γ-δ型,图3),面积规模更是庞大(图4)。随着AR3663将随太阳自转转动到背向地球一侧,这个后继的AR3664将完成“接班”继续影响地球。
北京时间昨天(5月8日)中午13: 09,AR3664扰动区起爆发了X1.0级耀斑(图5为峰值时刻波长为13.1纳米极紫外辐射图),随后又爆发了一个X1.0级耀斑(北京时间今日05: 40,图6为对应峰值)和数个M级耀斑(图7)。
太阳耀斑对地球的影响主要来自它“直接喷发”与间接引发的的不同高能辐射,包括高能电磁波辐射、高能粒子流等(图8)。因为它们的速度和来源不同,从而会对地球产生三个阶段影响—
(1)最快的、耀斑直接引发的强烈X射线等高能电磁辐射—它以光速传播,8分多抵达地球。
它通过导致高层大气电离度增大,使电离层突然扰动并干扰无线电通讯。这一影响集中在面向太阳照射的昼半球,以太阳直射点处最为显著,持续时间数分钟到数十分钟。
(2)太阳耀斑直接喷发的高能粒子流–以高能质子为主,它将在数十分钟到数小时后抵达地球,影响持续数小时到1天左右,这一影响被称作太阳质子事件。太阳质子事件首先会对人造卫星甚至空间站造成明显影响。
而第三阶段,也是本次最为关注的,是它可能引发的【日冕物质抛射(CME)】和【地磁暴】。
太阳大气层由里及外为光球层、色球层、日冕层(图9),其中,日冕层位于最外层,温度极高但极其稀薄;在日冕区域的极高温度下,物质为等离子体形式存在。通常情况下,这些带电粒子被封闭的太阳磁场所束缚,难以成规模远离;但当耀斑等强烈异常磁场扰动,会导致磁场线出现局部开放等现象,此时在这个阕口处,就容易出现日冕物质大规模喷薄而出并形成CME。
作为显著的高能带电粒子流,当CME进入地球磁场范围后,会使地磁场压缩变形,并将大量带电粒子注入地磁层区域,引发地磁层环状电流急剧变化;而由于【变化的电流会产生变化的磁场】,这会给在基本的地磁场基础上【额外附加】一部分感应磁场,这额外附加的部分就被称作【地磁扰动】,其中较强者会称作【地磁暴】。
不过,由于耀斑是色球层现象而非直接位于日冕层,【因而并非所有耀斑都会引发地磁暴】:
(1)如果耀斑本身是约束性事件,就不会引发日冕物质抛射(如今年2月的强耀斑);
(2)即使引发了日冕物质抛射,由于地球只是星空的沧渺一粟,如果没有朝向地球抛射也不会受到影响(如5月5日的多次耀斑事件)。
然而,虽然昨天中午至今天凌晨的多次耀斑事件强度本身不及5月5日-7日的耀斑,但由于这次的新扰动区更面向地球,引发的CME会产生更多面向地球的分量(图10-图11,更特别地,出现了多次成环的晕状CME,表明事件较强且会有各方向的更显著影响),因而目前预计会产生地磁暴事件—目前预计为中等强度,需要后续观测进一步确认强度;由于是多次CME接踵而至,因而地磁暴持续时间较长,预计为5月10日下午至5月11日中午前后(图12)。
地磁暴代表着高能粒子流冲击地球高层大气。地磁暴出现时,会在磁极附近的高纬度区域地面进一步激发感应电流,并对当地电网等产生一定干扰;此外高纬度区域地磁导航、卫星导航和低频无线电波导航等方式等也会受到明显干扰,对【经过极地区域的航班】飞行也会有一定影响。不过,【大多数非极端偏强的地磁暴(包括本次事件在内)的影响局限在高纬度区域—严谨而言是高磁纬度区域】,而对我国在内的东亚一侧中低纬度区域影响不明显。
在大气层之外,高能粒子流和地磁扰动同样对卫星的电气元件工作、飞行姿态等产生影响;甚至对于部分低轨道航天器而言,由于运行区域大气密度稍大,地磁暴期间可能出现大气密度进一步升高而阻力增大,影响航天器轨道变动甚至提前坠落,这些都是需要防范。
而对于更多普通人而言,在较强磁暴发生时,在高纬度区域(准确而言,是磁极周边的磁纬度较高区域)更可能看到绚烂极光)。我国最北境,如黑龙江北部、内蒙古东北部、新疆北部等地,都有机会在本次地磁暴期间看到极光带边缘的明灭,且由于未来几天为农历月初,月光的干扰也较小,如果天气适合的确可以关注。
短期内,引发本次事件的复杂太阳扰动区要移动到背向地球一侧仍需数日,加之磁类型复杂,仍可能在未来数日里造成一些耀斑事件;而在逐步进入25周期活动峰值的当前,我们也需要更密切关注未来数月到一两年内的太阳活动,做好空间天气预测和可能影响。
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