什么是地磁暴?為何我國(guó)看到的極光大多是紅色?

什么是地磁暴?為何我國(guó)看到的極光大多是紅色?
2023年12月02日 21:20 媒體滾動(dòng)

我們看到的這段絕美的極光美景,拍攝于北京懷柔郊區(qū),是一名叫“浦石”的網(wǎng)友拍攝的,昨天不僅刷屏了天文愛(ài)好者的朋友圈,更是讓“北京極光”這個(gè)話(huà)題登上了熱搜榜。昨天,中國(guó)國(guó)家地理頻道轉(zhuǎn)發(fā)微博,并留言稱(chēng)這是“北京史上第二次極光影像記錄”。其實(shí),不僅是北京,太陽(yáng)風(fēng)暴導(dǎo)致的地磁暴活動(dòng)正在給部分地區(qū)帶去大范圍極光,黑龍江北部、內(nèi)蒙古呼倫貝爾等多地都有記錄。那么,地磁暴是什么呢?中緯度地區(qū)的北京都罕見(jiàn)發(fā)生了極光,那么這一次地磁暴是不是很?chē)?yán)重,又會(huì)如何影響我們的生活?

高強(qiáng)度極光點(diǎn)亮漠河夜空

畫(huà)面有多美?

昨晚(12月1日),在漠河市北極村出現(xiàn)極光美景。紫紅色和黃綠色的極光變幻著色彩,伴隨著璀璨的星星在夜空中絢麗舞動(dòng)。

據(jù)了解,本次黑龍江大興安嶺地區(qū)出現(xiàn)極光,是因?yàn)榈卮疟┗顒?dòng)。在我國(guó)中高緯度地區(qū)當(dāng)磁指數(shù)較高時(shí),極光將爆發(fā)強(qiáng)烈。漠河,是我國(guó)位置最北、緯度最高的城市,也是國(guó)內(nèi)觀測(cè)極光的最佳地點(diǎn)之一,每年都有眾多攝影愛(ài)好者前來(lái)拍攝極光。今年以來(lái),漠河已經(jīng)多次出現(xiàn)極光。12月1日晚上,除漠河外,黑龍江省其他城市也出現(xiàn)了極光美景。

地磁暴是什么?

為何會(huì)產(chǎn)生極光?

地磁暴是一種典型的太陽(yáng)爆發(fā)的活動(dòng)。我們知道,日冕是太陽(yáng)大氣的最外層,當(dāng)太陽(yáng)爆發(fā)的時(shí)候,就會(huì)發(fā)生日冕物質(zhì)拋射,一次拋射就能將數(shù)以?xún)|噸計(jì)的太陽(yáng)物質(zhì),以數(shù)百數(shù)千米每秒的高速拋離太陽(yáng)表面,不光是巨大質(zhì)量與速度匯聚成的動(dòng)能,它們還攜帶著太陽(yáng)強(qiáng)大的磁場(chǎng)能,一旦命中地球,就會(huì)引發(fā)地磁場(chǎng)方向與大小的變化,這就叫地磁暴。地磁暴的影響有很多,肉眼可見(jiàn)最直觀的就是極光了,極光是如何產(chǎn)生的?我們一起來(lái)了解。

磁暴帶來(lái)的影響有很多,其中之一就是驅(qū)使地球高層大氣微粒運(yùn)動(dòng)加劇,最終造成大氣受熱膨脹,向著更高的空間擴(kuò)散。而極光,實(shí)際上只是地磁暴的“副產(chǎn)物”,當(dāng)日冕物質(zhì)攜帶著太陽(yáng)的能量與地球相遇后,其中一部分會(huì)隨著地球磁場(chǎng)進(jìn)入兩極,并與距離地面一百到四百千米高的大氣層發(fā)生撞擊,撞擊的過(guò)程伴隨著能量交換,這些能量在被大氣原子與分子的核外電子吸收之后,又快速得到釋放,釋放的結(jié)果就是產(chǎn)生發(fā)光。綠色與紅色極光便是來(lái)自氧原子,紫色與藍(lán)色極光則往往來(lái)自氮原子。

中低緯度地區(qū)發(fā)生極光罕見(jiàn)嗎?

據(jù)了解,2024年仍是太陽(yáng)的活躍年。這就意味著至少在這個(gè)冬天里,我國(guó)北方還有可能看到極光。我們知道極光都是在高緯度能觀測(cè)到,北京處于北緯40度左右,那么為什么也能看到極光?中緯度地區(qū)發(fā)生這樣的極光現(xiàn)象罕見(jiàn)嗎?北京天文館研究員朱進(jìn)進(jìn)行了解讀。

為什么在我國(guó)看到的極光

大多是紅色?

在我國(guó)觀測(cè)到的極光大多是紅色的,這是為什么呢?實(shí)際上,大部分極光集中在地球上方的90~400公里。

這是一張《中國(guó)國(guó)家地理》雜志繪制的人類(lèi)觀測(cè)極光示意圖,其中在300公里以上,極光以淺紅色為主,200~300公里以深紅色為主,100~200公里以綠色為主,100公里以下則是藍(lán)色、紫色或多種顏色混合的顏色。因?yàn)榈乇碛幸欢ɑ《龋沟玫厍虮旧頃?huì)遮擋一部分遠(yuǎn)方的物體。如果觀測(cè)點(diǎn)離極光太遠(yuǎn),就只能看到高度更高的紅色極光了。因此,在中國(guó)看到的極光大都是紅色,而在北極圈內(nèi)看到的多是綠色。

為何要預(yù)警地磁暴?

極光可以預(yù)報(bào)嗎?

本次地磁暴活動(dòng),中國(guó)氣象局也發(fā)布了預(yù)警。此前,中國(guó)氣象局國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心發(fā)布預(yù)報(bào),11月30日、12月1日、12月2日三天可能出現(xiàn)地磁暴活動(dòng),其中,12月1日可能發(fā)生中等以上地磁暴甚至大地磁暴。那么,為什么要預(yù)警?這是不是意味著極光也可以預(yù)報(bào)呢?

專(zhuān)家表示,當(dāng)太陽(yáng)日冕物質(zhì)拋射或者太陽(yáng)耀斑爆發(fā)后,會(huì)以光速傳播到地球,人類(lèi)在上述太陽(yáng)活動(dòng)發(fā)生后約8分鐘便可知曉。而太陽(yáng)帶電粒子流的傳播速度則要慢很多,大概需要兩三天的時(shí)間才能抵達(dá)地球,因此,人類(lèi)可以對(duì)于可能出現(xiàn)的地磁暴進(jìn)行預(yù)警。

對(duì)于追光愛(ài)好者來(lái)說(shuō),極光的長(zhǎng)期預(yù)報(bào)僅供參考,并不完全準(zhǔn)確,不過(guò)短期2~3天的實(shí)時(shí)“預(yù)報(bào)”還是值得相信的。

此外,北京天文館研究員朱進(jìn)還表示,地磁暴對(duì)人體的影響是很小的,可以忽略不計(jì),但會(huì)對(duì)短波通信等產(chǎn)生影響,不過(guò)持續(xù)的時(shí)間也不會(huì)太長(zhǎng)。此外,地磁暴可能會(huì)對(duì)空間站產(chǎn)生影響,空間站可能會(huì)因大氣拖拽造成軌道高度下降,衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備誤差也可能增大,航空飛行也會(huì)面臨通信環(huán)境變差和跨極區(qū)輻射的雙重風(fēng)險(xiǎn),所以,提前預(yù)報(bào)也可以防范風(fēng)險(xiǎn)。

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