为什么我们今年会看到更多的北极光?

作者: 中科院物理所

来源: 牧夫天文

发布日期: 2022-03-21 12:38:42

随着太阳活动周期的上升阶段,2022年观测到更多的北极光现象,主要由于太阳风中的带电粒子与地球磁场相互作用,引发地磁暴,导致在高纬度和部分低纬度地区都能观测到极光。这些极端的空间天气事件不仅影响自然景观,还对电力供应、通信等系统产生影响。

我们的太阳有一个活动周期,当它变得更加活跃,我们就会观测到更多的北极光/南极光。这就是今年冬天发生的事情。

除了发射太阳光外,我们的太阳还有一个由带电粒子和磁场构成的不断膨胀的大气层。这种高速的太阳风会吹过地球,但地球也有自己的磁场(想象一个巨大的条形磁铁,它的磁极大致与地理南北对齐),以偏转太阳风。这种磁性屏障在“条形磁铁”的两极最弱,因此我们一般会在高纬度地区看到极光。太空中的风暴越大,带电粒子穿透地球磁场的深度就越深,因此在强风暴发生时,我们在较低纬度地区也可以看到北极光。

在2022年,英国有比往年更多的地区看到了北极光和自然光爆发的现象。在今年冬天,英格兰北部也出现了北极光,这是太阳活动增加的一个明显迹象。

太阳耀斑从太阳表面爆发,它们以日冕物质抛射的形式向外膨胀,抛射物质中的带电粒子和磁场都携带着能量。如果日冕物质抛射与地球发生碰撞,它就会与地球的磁场相互作用,引发地磁暴。地球有一个大致偶极的磁场,磁场的尾部被太阳风拉长,磁极靠近地理上的南北两极,正是在这些高纬度地区,带电粒子才更容易到达地球大气层。

带电粒子撞击高层大气(电离层),使其发光,在天空中形成一幅美丽的画面,即北极光。不仅只是美景,这些极端的空间天气事件同样会影响到从电力供应、航空、卫星到无线电通信的许多系统。

太阳有一个活动的周期,在活跃年,太阳耀斑和日冕物质抛射会频繁发生,而在低谷年,它们很少发生。太阳活动周期平均约为11年,但实际上在持续时间和活动水平上都有所不同。通过计算太阳黑子——太阳表面与可能发生的太阳耀斑相关的暗斑,可以跟踪太阳活动的水平。最近几年是太阳活动低的时期,在2019年底观测到了太阳活动的最小值——太阳黑子数量的最低值。

我们现在正处于新的太阳活动周期的上升阶段,每天看到的太阳黑子的数量都在稳步增加。我们还可以看到太阳耀斑活动的增加。根据X射线辐射量,太阳耀斑可以分为三类:X级耀斑最大,它们可以触发大陆规模的无线电中断和全市范围内的停电;M级耀斑为中等大小,它们会导致短暂的无线电停电,并影响地球的极地地区;C级耀斑很小,在地球上几乎没有产生明显的影响。

2021年10月9日,M级太阳耀斑爆发,发出日冕物质抛射,于10月12日撞击地球,引发中等强度的地磁风暴。在11月3日和4日,我们观测到了自2017年9月以来最强烈的地磁风暴袭击地球。

由于每个太阳周期在持续时间和活动水平上都是独特的,因此很难预测新太阳周期下一阶段的活跃程度。最近的研究将这种不规则的周期映射到统一的太阳周期时钟上,如上图所示。我们可以从太阳时钟中读出我们所在的太阳周期中的位置(即时间),从而帮助游客规划他们的北欧假期极光之旅,这张图也可以帮助电网运营商在空间天气的低谷期安排关键维护。

UUID: 6d718157-f834-4817-ba24-865f4b49534e

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中科院物理所公众号-pdf2txt/2022/中科院物理所_2022-03-21_「转」为什么我们今年会看到更多的北极光?.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0038 元