浙江日报 数字报纸


00008版:前沿

极光背后的故事

  受地磁暴活动影响,近日,全球多地出现罕见极光。这是我国看到极光范围较广的一次,新疆阿勒泰、内蒙古锡林浩特、黑龙江漠河等地纷纷上演“极光秀”。

  “终于实现了极光自由!”许多人化身“追光者”,带好设备奔赴这场宇宙级的浪漫。此前,中国国家地理全平台同步直播了这场极光盛宴,在家也能实现“云”追光。

  极光的颜值为什么这么高?极光有多少种颜色?地磁暴对我们的生活有什么影响?记者采访了浙江大学天文学系教授陈海、之江实验室天文计算研究中心高级工程专员倪书磊。

  5月11日9时,中国气象局国家空间天气监测预警中心发布地磁暴红色预警。在地球的另一面,当地时间5月10日,美国国家海洋和大气管理局(NOAA)发布极强地磁暴(G5级)预警。这是自2003年10月以来,该机构首次发布最高级别G5级地磁暴预警。

  一切,源于太阳变化周期。太阳活动是准周期性活动,以11年为周期变化。频频出现的地磁暴,说明太阳活动正在变强。“2024年是第25个太阳周期,现在我们正处于太阳活动的高峰期。”陈海告诉记者。

  太阳活动通常会引发太阳耀斑和日冕物质抛射两种现象,这是引起地磁暴的“幕后推手”。耀斑是恒星表面局部突然变亮的现象,由弱到强分为A、B、C、M、X五个级别。5月以来,太阳多次爆发X级强太阳耀斑,并伴随有日冕物质抛射,爆发频次和强度属历史罕见。

  日冕物质抛射就像是太阳打了个“喷嚏”,释放大量的等离子体和磁场,以极高的速度抛射到太空中。“太阳抛射出来的带电粒子会和地球相互作用,并把自身能量转化到地球上,使得大气发生诸如膨胀之类的效果,这会带来极光。”倪书磊说。

  极光不止一种颜色,而是像鸡尾酒一样呈现出分层的状态。倪书磊说,地球大气的成分主要是氮气和氧气,极光的颜色与被撞击气体的类型有关,比如氧原子会带来绿色或红褐色的极光,氮气会呈现蓝色或紫色的极光。

  据《中国国家地理》杂志绘制的人类观测极光示意图显示:在300千米以上,极光以浅红色为主;200~300千米以深红色为主;100~200千米以绿色为主;100千米以下则是蓝色、紫色或多种颜色混合。

  地球的表面具有一定的弧度,当中低纬度的人观察高纬度地区的极光时,极光带的最下层部分可能会被大气中的云或附近的山、建筑物遮挡。我国的极光观测点离极光较远,因此在我国本土的极光多呈现出红色。

  倪书磊说:“这次北半球极光的区域主要在北纬33度以上,正好对应秦岭淮河以北区域。我国整体纬度较低,所以以红色极光为主,不过最北端漠河一带也可以看到绿色极光。”

  作为太阳表面的强烈能量喷发,地磁暴总被抹上一层神秘的色彩,那地磁暴会给地球带来副作用吗?

  “其实,地磁暴对普通人的生活并没有太大影响,人类经过很长时间的生命演化,对这些低水平的辐射已经习惯了。不仅如此,地球磁场还会保护我们。”陈海解释道,地球自身有磁场这层天然的“防护罩”,可以有效阻隔太阳辐射,保护地球生命,即使强地磁暴发生,对人类的生产生活也几乎没有影响。

  地磁暴对地球的影响主要体现在航空、通信等高技术行业。受磁暴影响最大的是宇航员以及运行的卫星等,由于磁暴带来的高层大气密度增加,将导致低轨卫星轨道衰减加剧。陈海表示,从更长远的角度看,这对宇航员的空中作业有好处,因为太阳活动越强烈,来自银河系的宇宙线也会相应降低。

  此外,地磁暴可能会扰动电离层,进而影响短波通信和导航定位。“比如,会导致GPS导航的一些故障问题,不过磁暴期间,导航信号会相应修正,依然可以正常进行。”倪书磊说。


浙江日报 前沿 00008 极光背后的故事 2024-05-17 26843086 2 2024年05月17日 星期五