2017年空间环境盘点

作者: 李志涛

来源: 中国科学院国家空间科学中心

发布日期: 2018-01-30 16:30:00

2017年,太阳活动处于第24太阳活动周的下降期,活动水平稳步下降,但仍有如“中元节事件”的大爆发。地磁活动虽略有下降,但因滞后性仍较活跃。高能电子暴频繁发生,成为当年空间环境的主要特征。

2017年,已经接近第24太阳活动周下降期的末端。太阳活动水平虽然在稳步下降,但却在去年9月爆出了一个大烟花——“中元节事件”。而几个大冕洞轮番袭扰地球磁场,让地磁活动也不甘寂寞。我们更不能忽略的是频繁发生的高能电子暴。下面我们一起回顾这一年仍不算太平的空间环境……

1. 第24太阳活动周的末端越来越近了众所周知,太阳活动具有11年左右的周期性。

我们现在所处的第24太阳活动周,开始于2008年12月,截至目前已经过去了9年出头。距离平均数11年,仅剩2年左右。当然,这仅仅基于简单的历史统计,得到的结论过于粗糙。我们利用相似周方法进一步给出第24太阳活动周的预报结果。鉴于本太阳活动周与第12和14太阳活动周活动水平相当、走势相似,在预报中,我们以这两个太阳活动周作为相似周,图1给出了预报结果。

预计本太阳活动周将在2019-2020年结束,还有2-3年的时间。

2. 太阳活动整体稳步下降,但仍有偶发大事件

(1)整体水平

在2017年,太阳活动整体水平完美扮演着太阳活动周下降段的角色,从年头至年尾,稳步而缓慢地下降着。从2017年1月到12月,太阳黑子月均值从28下降至7,太阳F10.7月均值从77 sfu下降至72 sfu。太阳黑子数和F10.7年均值都有一定的下降,分别为19.4和77.2 sfu,相对2016年分别下降了47%和13%。

(2)爆发情况

日面上的黑子越来越少,无黑子日持续出现,相应的太阳爆发活动变得稀少。全年日面上出现的活动区个数仅为69个,比2016年减少了54%;无黑子日增加到了105天,比2016年增加了2倍,相当于一年中有近三分之一的时间里太阳上没有黑子出现。

由于太阳黑子是太阳爆发活动的源头,太阳黑子的减少,自然意味着太阳耀斑等爆发活动的减少。2017年共爆发了243个C级耀斑,比2016年减少了24%。但是,例外出现了,2017年爆发了39个M级耀斑,比2016年增加了20多个。此外,更是爆发4个X级耀斑!而这在2016年是不曾有的。

3. 地磁活动比较坚挺,不甘就此结束

相对于太阳活动,2017年的地磁活动水平仅仅比2016年略有下降。从地磁活动标识的多个指标看,与去年相比,本年度地磁活动减弱趋势并不明显。从2017年1月到12月,地磁Ap指数月均值从10下降至8。地磁Ap指数年均值为11.5,仅比2016年低1%。而Ap≥15的天数为88天,也与2016年基本相当。

4. 高能电子暴——舞台真正的大咖

2017年,高能电子暴不断发生。全年共有129天发生小高能电子暴,22天发生中等高能电子暴,高能电子暴总天数达到了151天,已经超过一年时间的40%。

5. 2017年代表性空间环境事件

(1)横跨多个太阳自转周的大冕洞

在2017年,有多个冕洞持续超过3个太阳自转周。其中有个大冕洞1月起多次影响地球磁场,重现了6个太阳自转周。该冕洞在2-4月份面积持续较大,南北几乎横跨太阳南半球、东西跨越几十度,分别在1月31日-2月3日、3月1-4日、3月27日-4月1日、4月21-24日引起了地磁暴。

(2)中元节事件太阳爆发活动是偶发性事件,即使在太阳活动下降年也需要警惕强烈太阳活动的爆发。

而9月份爆发的“中元节事件”,就是这样活生生的例子。该事件的源头就是我们前文提到的大黑子群AR2673。在9月4日—10日,AR2673共爆发了多个大耀斑。其中,比较有代表性的三次爆发:9月4日20:28爆发的M5.5级耀斑、6日11:53爆发的X9.3级耀斑、10日15:35爆发的X8.2级耀斑,都对地球空间环境产生了比较明显的影响。

7. 总结与展望

回头看2017年,太阳活动整体水平继续稳步缓慢地下降着,但偶发的大爆发活动还是引起了一系列空间环境事件;地磁活动整体水平则仅仅略有下降,这是由于其演化的滞后性造成的;高能电子暴最为活跃,正是其表演的时机。往前望2018年,随着第24太阳活动周趋于末端,预计太阳的爆发活动将进一步减少,但空间环境是不甘寂寞的,地磁暴和高能电子暴会常常骚扰地球。期待着与您一起关注!

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