前言
國家空間天氣監(jiān)測預(yù)警中心的報(bào)告指出，世界時(shí) 11 月 27 日和 28 日，先后出現(xiàn)了四次日冕物質(zhì)拋射（CME）。
日冕物質(zhì)拋射 CME 是太陽活動的一種極端表現(xiàn)，就好比太陽忽然之間感覺“不適”，于是在太空中打了四次噴嚏。這四次“噴嚏”不僅僅是太陽的內(nèi)部活動的外在表現(xiàn)，更可能對我們的地球產(chǎn)生影響。
就如同我們在寒冷的冬天可能因?yàn)榇驀娞缍鴤鞑ジ忻安《疽粯?，太陽的這一系列噴嚏可能在宇宙中傳播一些“病毒”，也就是帶電粒子和磁場。這些物質(zhì)可能與地球的磁場相互作用，進(jìn)而引發(fā)地磁暴。
那么，什么是日冕物質(zhì)拋射（CME）？這究竟是什么原因?qū)е绿柕倪@次“感冒”呢？他是如何傳染地球呢？下面將為大家一一解答：
什么是日冕物質(zhì)拋射（CME）？
日冕物質(zhì)拋射（CME），顧名思義就是發(fā)生在日冕層的物質(zhì)拋射。所以，我們先看一下日冕在太陽的什么位置？
太陽是我們太陽系的中心星體，其結(jié)構(gòu)分為核心、輻射層和對流層三個主要部分。在太陽的核心，核聚變反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，將氫原子核融合成氦，釋放出大量能量。輻射層是能量通過輻射傳遞的區(qū)域，而對流層則通過氣體對流傳遞能量。太陽的表面被稱為光球，是由氫和氦等元素構(gòu)成的。光球上方的色球?qū)雍腿彰釋觿t形成了太陽的大氣層，展現(xiàn)出太陽特有的“色球”和“日冕”現(xiàn)象。
而日冕物質(zhì)拋射（CME）就是太陽大氣中一種極為突發(fā)和強(qiáng)烈的現(xiàn)象，表現(xiàn)為太陽冕層（corona）釋放大量的等離子體和磁場，以極高的速度拋射到太空中。這些等離子體包含帶電粒子，主要是電子和質(zhì)子，以及太陽的磁場。
（SOHO LASCO C2 觀測到的日冕物質(zhì)拋射的爆發(fā)過程）
日冕物質(zhì)拋射（CME）是太陽活動的一部分，特別是在太陽活動周期的高峰期，其發(fā)生頻率可能增加。這就像太陽在忽然之間打了一個大噴嚏，將太陽的一部分物質(zhì)以高速拋射到太空中。
什么原因?qū)е绿柕倪@次“感冒”呢？
這突發(fā)事件源于太陽內(nèi)部的磁場活動引發(fā)的不穩(wěn)定性。磁場的不穩(wěn)定會導(dǎo)致太陽釋放大量的等離子體和磁場，就像是太陽得了流感，在不停的打噴嚏。
日常生活中，太陽東升西落周而復(fù)始，某種程度上成為了我們?nèi)祟惿畹目嚏姡査坪鹾芊€(wěn)定，永遠(yuǎn)會準(zhǔn)時(shí)打卡上班。但是，可能和大家的印象中的太陽不一樣，太陽是個極其不穩(wěn)定的存在，太陽的磁場也經(jīng)?！爸芷谛缘姆槨薄?/p>
太陽的磁場是一個極為動態(tài)和復(fù)雜的系統(tǒng)。它經(jīng)歷著太陽活動周期，大約為 11 年一個周期。在這個周期中，太陽的磁場發(fā)生反轉(zhuǎn)，由南極向北極變化，然后再反轉(zhuǎn)回來。這一過程被稱為太陽活動周期，其周期性變化是由太陽內(nèi)部的磁活動引起的。
在太陽活動周期的高峰期，太陽的磁場會變得更加活躍，產(chǎn)生太陽黑子（sunspots）等現(xiàn)象。這些太陽黑子是磁活動的顯著標(biāo)志，它們集中在太陽的表面，表明磁場強(qiáng)度在這些區(qū)域更為復(fù)雜和強(qiáng)烈。當(dāng)磁場在某一地區(qū)變得過于復(fù)雜或不穩(wěn)定時(shí)，可能導(dǎo)致能量的釋放，形成日冕物質(zhì)拋射（CME）。
日冕物質(zhì)拋射（CME）是如何“傳染”地球的呢？
文章看到這里，想必大家都知道了太陽“感冒”了，日冕物質(zhì)拋射（CME）就是他打出的“噴嚏”，那么作為“密接”的地球會因?yàn)椤帮w沫傳播”也遭殃嗎？答案是肯定的。
太陽“打噴嚏”產(chǎn)生的物質(zhì)會以一種高速的方式飛向太空，這種釋放的大量帶電粒子和磁場則又形成了巨大的太陽風(fēng)，向宇宙中蔓延。此時(shí)，當(dāng)這部分太陽物質(zhì)朝向地球方向移動時(shí)，可能與地球磁場相互作用，導(dǎo)致地球磁場短時(shí)內(nèi)發(fā)生擾動，進(jìn)而引發(fā)地磁暴，這種擾動可能影響地球磁場的方向和強(qiáng)度，同時(shí)在高層大氣中引發(fā)電離過程，導(dǎo)致地球磁場暫時(shí)且劇烈的變化。
地磁暴的爆發(fā)可能對人類科技基礎(chǔ)設(shè)施帶來廣泛而深遠(yuǎn)的影響。衛(wèi)星系統(tǒng)、導(dǎo)航設(shè)備以及通信網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)系統(tǒng)都有可能受到干擾，并在極端情況下遭受損壞。在地球受到特大地磁暴的沖擊時(shí)，通信信號可能遭受嚴(yán)重干擾，可能導(dǎo)致通信系統(tǒng)的功能中斷，對社會和經(jīng)濟(jì)活動造成不可忽視的困擾。這種突發(fā)狀況可能威脅到人們的日常生活和緊急通信系統(tǒng)的正常運(yùn)作，因此，對地磁暴事件的監(jiān)測和理解，以及采取相應(yīng)的技術(shù)措施，是保障現(xiàn)代社會科技基礎(chǔ)設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行的必要舉措。
太陽經(jīng)?！案忻啊眴?？這次嚴(yán)重嗎？
依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，對地磁暴的預(yù)警通常采用 KP 指數(shù)該指數(shù)由全球地磁臺網(wǎng)中 13 個地磁臺站的 K 指數(shù)計(jì)算得到的，用于表示全球地磁活動性，每 3 小時(shí)一個值，取值范圍從 0 到 9，共分 28 級：00，0+，1-，10，1+,…,9-，90。其值逐漸增大表示地磁擾動逐漸增強(qiáng)。在日常預(yù)警中，一般把 Kp=5、6 稱為中小地磁暴，Kp=7、8、9 稱為大地磁暴。
2023 年 4 月曾經(jīng)發(fā)生過一次特大地磁暴，kp 指數(shù)達(dá)到了 8。央視還做出了專題報(bào)道。四月份的地磁暴之所以強(qiáng)烈，并非取決于太空粒子的強(qiáng)度，而在于日冕物質(zhì)拋射的方向，它直接對準(zhǔn)了地球。而此次地磁暴預(yù)計(jì)為中等或大地磁暴，沒有上半年的強(qiáng)，對我們的日常生活不會帶來特別重大的影響。
后記
本次太陽感冒也帶了一些特殊“福利”—— 美麗的極光。據(jù)悉，11 月 30 日北美地區(qū)可能已經(jīng)出現(xiàn)了極光。根據(jù)慣例接下來幾日，將有更大范圍的極光活動，屆時(shí)北半球高緯度地區(qū)都有可能看到極光，我國新疆、內(nèi)蒙古和黑龍江北部也有可能看到。上次四月份強(qiáng)烈的地磁擾動下，在新疆克拉瑪依，不少人觀賞到了極光現(xiàn)象。許多網(wǎng)友被極光的美深深震撼，目前，有干冷冬季加成的東北，天空云量較少，看到極光的可能性更大一些。
本文來自微信公眾號：石頭科普工作室 （ID：Dr__Stone），作者：召青玉
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