网友:今晚能不能再来一次让我看看,为什么在北京也能拍到极光。北京天文馆研究员朱进表示,这次在我国黑龙江甚至北京看到的极光,是因为11月27日—28日期间有四次太阳日冕物质抛射,其中后三次按照预报12月1日到达地球,叠加起来产生比较强的地磁暴就带来了非常强的极光现象。
朱进解读,极光的发生是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,由于地磁场的作用,这些高能粒子转向极区,在地球南北两极附近地区的高空与高层大气中的原子碰撞造成的发光现象。虽然极光常见于高磁纬地区,但如果地磁暴特别强,极光发生的范围会扩大,据记载,地磁暴厉害的时候,甚至在赤道地区都能看到极光。因此,在北纬40°的北京地区看到极光是可能的。
作为最典型的太阳爆发活动,一次日冕物质抛射过程能将数以亿吨计的太阳物质以数百千米每秒的高速抛离太阳表面,不光是巨大质量与速度汇聚成的动能,它们还携带着太阳强大的磁场能,一旦命中地球,就会引发地磁场方向与大小的变化,即地磁暴。
据朱进回忆,他曾于2003年时在河北兴隆看到过极光。而在当时,北京平谷也有观测到极光的报告。对于为何中低纬度地区也会发生极光,朱进表示,一般情况下,太阳的高能带电粒子抵达地球附近的时,地球磁场会把它们导向地球两极。但如果抵达地球的太阳高能带电粒子特别强,和地球磁场发生相互作用产生特别强的地磁暴,有些高能带电粒子会在中纬度或者低纬度地区进入大气层,就有可能在中低纬度地区产生极光。
事实上,在此次北京观测到极光之前,12月1日,中国气象局发布了大地磁暴预警,根据中国气象局空间天气中心监测,11月30日、12月1日、12月2日三天可能出现地磁暴活动,其中,12月1日可能发生中等以上地磁暴甚至大地磁暴。在此影响之下,空间站可能因大气拖拽造成轨道高度下降,卫星导航设备误差增大,航空飞行将面临通信环境变差和跨极区辐射的双重风险,对于公众,尤其是信鸽玩家和极光爱好者,未来几天要时刻注意空间天气信息。
预报中还提示,此次太阳爆发活动很可能在12月1日制造出强度高且绚丽的极光,我国北部地区,如黑龙江、新疆的部分地区有机会看到红色,甚至是绿色极光。据了解,黑龙江省大兴安岭地区的漠河市今年多次观测到极光。此前媒体报道,11月5日夜至11月6日凌晨发生磁暴活动,黑龙江大兴安岭、新疆多地出现绚丽的极光。其中黑龙江漠河拍摄到的极光格外震撼,画面中红色与绿色极光交相舞动,姿态万千。据悉,这为我国首次视频记录到绿色极光舞动。
朱进解释,当太阳日冕物质抛射或者太阳耀斑爆发后,这件事是以光速传播到地球的,人类在上述太阳活动发生后约8分钟便可知晓。而太阳带电粒子流的传播速度则要慢很多,大概需要两三天的时间才能抵达地球,因此,人类可以对于可能出现的地磁暴进行预警。
其实,近两年来太阳活动一直趋向于频繁。据海外媒体报道,2022年2月,由于受到磁暴影响,马斯克的SpaceX公司发射的49颗“星链”卫星有40颗卫星进入安全模式,处在超低轨道上,其中至少4颗已经坠毁,而其他卫星状况也不容乐观。
随着磁暴活动逐渐加强,地球高层大气被不断加热,进而膨胀并扩散至更高的空间中。这给航天器在轨飞行制造了额外的阻力,产生类似拖拽的减速作用,降低航天器轨道高度,而高度降低对应着更加稠密的大气环境,会带来更大的飞行阻力,这样就形成了“飞行速度减慢——高度降低——阻力更大——进一步减速——高度更快降低”的恶性循环,给航天器安全造成极大威胁。
不过也有专家表示,“星链”卫星损失这么大主要是由于其为低轨道卫星,其他更高轨道上的卫星则不会受到这样的影响。并且商业卫星的技术成本也相对较低,可靠性不像传统卫星那么高,一旦出现磁暴,往往更容易出故障。
那么,也有网友提问,这两天自己睡不好,是不是地磁暴给闹的?能够”摧毁”卫星的地磁暴,对人体到底有没有影响?
对此专家表示,可以不用担心。清华大学天文系副教授蔡峥解读,磁暴是太阳活动造成的一种现象,其中太阳发射的高能粒子与地球的磁场相互作用,会对电子通信产品产生一定影响,对普通人的身体健康几乎没有影响。
“除了在高纬度地区产生美丽的极光外,磁暴还可能对地球和人类活动产生其他影响。”蔡峥介绍,磁暴可能会影响无线电波的传播,从而干扰地面通信和卫星信号,这可能影响导航卫星系统的精确度,以及手机和卫星电视的信号质量。同时,强烈的磁暴可能会对电力传输系统产生影响,增加输电线路的电流负荷,有时甚至可能导致变压器或其他电网设施损坏,引起电力中断。磁暴产生的高能粒子可以对在轨卫星造成损害,影响它们的正常运作,这可能导致数据丢失或卫星功能故障。
蔡峥表示,目前,磁暴对人体直接健康影响的研究仍在进行中,有理论认为强烈的地磁活动可能会影响动物的迁徙和导航能力。不过对于人体来说,“更多的影响可能是对在国际空间站等环境中工作的宇航员,磁暴期间辐射增加,宇航员通常需要采取额外的防护措施。”另一方面,飞行在高纬度地区的飞机可能会因为磁暴而受到更高水平的辐射,因此航空公司有时会改变航线以减少乘客和机组人员的辐射暴露。