北京時間1月19日淩晨2時09分左右,太陽活動區爆發X1.9級耀斑,標誌著2026年首個X級大耀斑出現。受日冕物質拋射影響,自1月20日2時起,地球開始發生地磁暴。截至21日17時,已持續出現15小時特大地磁暴,18小時大地磁暴以及6小時中等地磁暴,目前地磁活動仍在持續。受此次強烈地磁活動影響,我國多地天空出現了絢麗的極光。
這次地磁暴為何如此強烈?地磁暴能否預報,未來發生頻次會增加嗎?地磁暴會影響人類生活嗎?1月21日,科技日報記者就此採訪了相關專家。
第一問:此次地磁暴為何這麼強?
國家空間天氣監測預警中心首席預報員陳安芹介紹,地磁暴是高速太陽風壓縮地球磁場,並引發短時劇烈擾動的現象,如同平靜湖面突然泛起的漣漪,並非真正意義上的“爆炸”。
超強地磁暴通常是由日冕物質拋射引起的,作為最典型的太陽爆發活動,一次日冕物質拋射過程能將數以億噸計的太陽物質,以每秒數百千米甚至上千千米的速度拋離太陽表面。這些物質不僅攜帶巨大品質與速度彙聚成的動能,也蘊藏著強烈的太陽磁場能量。它們一旦命中地球,就會引發地球磁場方向與強度的顯著變化,從而形成地磁暴。
監測顯示,此次耀斑爆發伴隨全暈日冕物質拋射和超強太陽質子事件,這是自1991年3月24日以來最強的太陽質子事件,也是有記錄以來第三強的同類事件。
“一般來說,日冕物質拋射如果正對地球,其速度越快,引發的地磁暴就越強。此次日冕物質拋射發生在日面中心附近,方向直指地球,且速度非常快,高達1200千米/秒。爆發後大約24小時即引起地磁擾動,因此這次地磁暴的強度非常高。”陳安芹說。
第二問:地磁暴能否預報預警?
陳安芹介紹,目前我們已經實現了地磁暴預報,更準確地說是預警,但其原理和精准度與天氣預報存在本質區別。地磁暴預警更像是“追蹤一場來自太陽的颶風”,而不是預測地球大氣的變化。
陳安芹說,整個過程主要分為三步:首先是對太陽活動的監測,全球多顆太陽觀測衛星正持續進行7×24小時不間斷監視,一旦探測到劇烈耀斑爆發或大規模日冕物質拋射事件,預警機制便會啟動。
其次,預測“衝擊波”何時抵達地球。基於衛星圖像,科研人員會估算日冕拋射體的速度、品質和方向,進而預測其可能影響地球的時間。
最後是預測地磁暴的強度與持續時間。當日冕物質拋射到達地球附近時,位於日地之間、距離地球約150萬公里(日地L1點)的“哨兵”衛星會對其進行捕捉。這些衛星可以直接測量太陽風的速度、密度和磁場方向。其中磁場方向的測量尤為關鍵,如果太陽磁場轉為強烈的南向(與地球磁場方向相反),就會劇烈擾動地球磁場,引發強地磁暴。
“目前來看,與天氣預報相比,空間天氣預報的誤差仍相對較大。”陳安芹說,從日冕物質拋射離開太陽表面,到被L1點附近的“哨兵”衛星捕獲之前,中間缺乏觀測數據,導致地磁暴發生時間的預報誤差在±12小時左右。同時,由於很難精確預測日冕物質拋射到達時的磁場強度和方向,這也使得地磁暴的強度預報結果存在偏差。
陳安芹表示,太陽活動大約以11年為一個週期,目前正處於第25個太陽活動周的峰值階段。未來一段時間內,太陽活動預計仍將較為活躍,發生強地磁暴的可能性依然很高。
第三問:地磁暴會影響人類健康嗎?
針對公眾最關心的地磁暴是否會影響人類健康問題,專家一致表示,地磁暴對人體健康幾乎沒有影響。
國家空間天氣監測預警中心高級工程師韓大洋告訴記者:“對人類而言,地磁暴既看不見也感覺不到。”即便是2024年5月發生的X級大耀斑和超強地磁暴,普通人也沒有太強的切身感受,更不會威脅身體健康,因此無需專門防護。
對於“地磁暴導致嗜睡”的說法,專家進一步解釋,地磁暴引起的磁場變化極其微弱,其強度甚至遠低於日常使用的磁鐵。
“雖然對人體健康無害,但地磁暴對航空器和衛星軌道運行會有一定影響。”陳安芹說,受地磁暴影響,空間站可能會因大氣拖曳造成軌道高度有所下降,需加強對軌道的監測,並根據需要進行軌道調控;衛星導航設備定位誤差可能有所增大,但對公眾日常使用導航等功能影響不大。
此外,強烈的地磁活動還可能會影響動物的遷徙和導航能力。例如,對於借助地磁導航的信鴿而言,地磁暴帶來的影響是巨大的,專家建議儘量避免在地磁暴發生時進行司放。
來源:中國科技日報