為什么最迷人的最危險？新疆極光有話說！

安喜的空間 2023-04-28 發(fā)布于上海

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4月24日凌晨，新疆克拉瑪依的天空出現(xiàn)了一道道絢麗的紅色光帶，仿佛有人用巨大的畫筆在黑暗中揮灑。這一炫目的場景被攝影師記錄下來并供大家欣賞，熟悉的人一眼就看出來，這就是極光。

極光是怎么產(chǎn)生的呢？簡單來說，就是太陽風中的帶電粒子被地球磁場捕獲，沿著磁力線加速運動，最終撞擊大氣分子，使其激發(fā)并發(fā)射出不同波長的光。太陽風是太陽表面不斷噴發(fā)的高溫等離子體流，它攜帶著太陽磁場，向四面八方擴散。當太陽風遇到地球磁場時，就會產(chǎn)生復雜的相互作用，形成一個巨大的磁層結構。在這個結構中，有一個部分叫做磁尾，它是地球磁場被太陽風拉長形成的一個尾巴。在磁尾中，太陽風和電離層的粒子堆積，在磁重聯(lián)中被釋放，加速產(chǎn)生能量粒子，沿著磁力線沉降。這些粒子在地球兩極附近與大氣分子碰撞，產(chǎn)生不同顏色的光芒。例如，氧原子發(fā)出的是綠色或紅色的光，氮原子發(fā)出的是藍色或紫色的光。

這就解釋了為什么明明極光是太陽風吹來的，但是在黑夜的時候更強。小小的粒子也擅長搞偷襲！當然，這些帶電粒子不僅僅是帶來了極光，它們還與地球磁場相互作用，導致磁場的劇烈變化，這種現(xiàn)象叫做地磁暴。一般來講，在地磁暴發(fā)生時，極光通常會更加活躍和明顯。

顯然，作為一種出現(xiàn)在高緯度地區(qū)的自然發(fā)光現(xiàn)象，極光如果出現(xiàn)在中緯度地區(qū)，那就證明太陽活動出現(xiàn)了異常。本次新疆極光便與一次地磁暴爆發(fā)密切相關。根據(jù)國家空間天氣監(jiān)測預警中心顯示，從4月24日凌晨2時到8時，發(fā)生了kp指數(shù)為8的特大地磁暴。

事實上，由于中國緯度相對較低，而且地球磁極在北美一側，即使是kp為8的地磁暴，也很難在中國地區(qū)引發(fā)極光現(xiàn)象。好巧不巧的是，引發(fā)這次地磁暴的日冕物質拋射，是正對著地球而來的。這可真的是有備而來。

極光雖然美麗，但有句歌唱的很好：“最迷人的最危險”。極光爆發(fā)的原因是高能帶電粒子，大量的高能例子進入地球會造成人造地球衛(wèi)星通訊的失靈，地面通訊以及電力運輸都會受到影響。其中地磁暴對空間衛(wèi)星的影響最為嚴重。受這次地磁暴影響，剛剛發(fā)射的風云三號G星就被迫進行一些調整；2022年2月，“星鏈”也曾因為遭遇地磁暴損失了40顆衛(wèi)星。對于大部分地面設施來說，一般的地磁暴爆發(fā)影響并不嚴重，但是如果遇到特別嚴重的地磁暴，仍然會對日常生活造成一些影響，比如1989年3月加拿大魁北克地區(qū)因為地磁暴電力中斷長達9個小時。

因此，極光不常光顧中國也是一件好事，當中國大部分地區(qū)能夠看到極光的時候，這對整個地球來說并不是一件好事。比如1859年，河北地區(qū)都有了極光的記錄：“赤氣起于西北”，所謂赤氣就和這次新疆極光顏色是一樣的。這次極光影響的范圍不僅僅是延伸到了中國河北，連北緯二十度的夏威夷王國也看到了極光，格林尼治天文臺的地磁儀的指針甚至跳出了刻度范圍，放到今天說就叫爆表。這一過程稱之為“卡靈頓事件”。當年電子設備并不多，如果放在今天，這一規(guī)模的地磁暴對地球造成的影響是災難性的。2012年7月，太陽再度拋射了與卡靈頓事件相當?shù)娜彰嵛镔|，幸好方向與地球位置有一些偏差，否則瑪雅人的預言真的在某種意義上要實現(xiàn)了。

畫家弗雷德里克·埃德溫·丘奇描繪卡靈頓事件的畫作《北極光》

雖然太陽活躍會對地球造成如此多的影響，但我們也不能期盼太陽活動變弱。事實上，太陽活動只要稍微減弱，對人類生活的影響要比太陽活動可能比活躍時候更大。比如著名的“蒙德極小期”，這一時期雖然仍有極光，但是太陽黑子幾乎不可見。相對應的是，這一時期全世界冬季天氣異常嚴寒。進一步的研究表明，太陽活動極小值期的溫度距平在-0.5℃~-0.4℃。因此，每當太陽活動稍微減弱時，就有擔心地球進入小冰期等言論出現(xiàn)。

不過極小期是否真的與地球溫度異常有關，目前仍然是個爭議的話題。但是太陽周期性活動對地球能量收支、氣候變化、季風與天氣等方面的影響已經(jīng)取得了豐碩的成果。我們還是期盼太陽就保持正常的活動，安安靜靜地照亮地球就好了。