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原文作者：Jim Wild

作者：申振宇

校对：刘海牧 尹天任

审阅：李宜骅

后台：胡永葳

美编：胡永葳

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太阳电磁暴可以伤害到卫星上的电子设备和太阳能电池板。

图片来源：NASA戈达德太空飞行中心

今年5月11日那周的周末，世界各地数以百万计的人们有幸目睹了令人着迷的南北两极的极光。极光通常出现在地球两极周围的高纬度区域，但由于太阳活动的加剧，中纬度地区也出现了极光。

带来极光的地磁暴也会对地球上的人造基础设施造成严重破坏。这些地磁暴是由来自太阳的高能粒子撞击地球的大气层引起的，它们有可能破坏电网和卫星。那么，最近这次暴风雨般的地磁暴又有什么影响呢?

在5月8日前后，太阳的一个活跃区域发生了爆炸，并向地球抛射了十亿吨磁化并带电的等离子体团，太阳爆发并抛射这些物质的过程也叫做日冕物质抛射(CME)。而这只是连续几次日冕物质抛射中的第一次，它将与后来的抛射物融合，形成一个单一的、巨大的结构。

地磁层即地球附近由地球磁场主导的空间区域。当抛射物质撞上了地球的地磁层后，来自日冕物质抛射的带电亚原子粒子将呈漏斗状地向下移动，从而使地球大气电离层中的电流强度增加。

除了产生极光外，这还会导致地球表面强烈的磁场波动。如电流可能进入电网、管道和铁路线网，从而可能干扰到设备的正常运转。

日冕物质抛射产生的亚原子粒子会对卫星上的太阳能电池板和电子设备造成损伤。埃隆·马斯克表示，由于地磁暴，SpaceX的星链（Starlink）联网卫星承受了很大的压力，但到目前为止仍然能够坚持。

太阳表面一系列的明亮喷发被称为“耀斑”，它们使地球电离层的扰动更加复杂。这些耀斑向地球上的日照面输送了高能量的辐射。耀斑活动和无线电通讯中断有关，它会干扰到高频无线电通信，例如跨洋飞行的飞机所需要的高频无线电通信。有迹象表明，这场地磁暴造成了一些跨大西洋航班的中断，但这些报道的具体影响仍在评估中。

位于科罗拉多州的美国国家海洋和大气管理局(NOAA)空间天气预报中心的服务协调员肖恩·达尔告诉美国国家公共广播电台，电网运营商一直在忙着“努力保持适当的、不受干扰的规律电网供应”。

他还补充说，一些GPS系统出现了难以定位，或提供了不正确位置的情况。这些GPS系统的问题似乎导致了美国农业设备导航系统的中断。许多拖拉机都使用GPS在农田里开展精准种植，以避免出现遗漏播种和重复播种。而GPS定位不准的问题却刚好发生在美国中西部和加拿大的种植高峰期。

其中一些影响可能听起来有点像好莱坞灾难片。虽然GPS问题对农业造成了重大破坏，但其影响并未遍及整个地球。对地球上大多数人来说，无论地磁暴是否发生，生活仍在继续。怎么会这样呢？

提前意识到并准备应对当然有帮助。毫无疑问，我们刚刚经历的是一次异常强烈的空间天气事件。现在对地磁暴的影响下结论还为时尚早，科学家们将在未来几年对2024年5月的风暴进行分析。然而，早期迹象表明，5月11日那个周末的地磁暴是自2003年10月 “万圣节地磁暴”以来最强的一次。除了天空中美丽的光芒，2024年地磁暴带来的负面影响还不完全清晰。

在当前阶段，我们看起来好像没有经历任何灾难性的故障。但基础设施运营商将进行评估，以了解他们的系统到底是否受到影响，以及如何受到影响。与此同时，美国国家海洋和大气管理局(NOAA)、英国气象局(Met Office)以及中国国家空间天气监测预警中心等国家机构也在监视着这些地磁活动，并向有关各方发布预报和预警，并与政府部门和专家保持联系。作为回应，基础设施运营商需要及时采取措施确保服务的连续性并保护他们的设备不受伤害。

曾经更大的电磁暴

然而，我们刚刚经历的并不是有记录以来最大的一次地磁暴。最强地磁暴的荣誉属于1859年9月的“卡灵顿事件”，那是一次巨大的日冕物质抛射(或者很可能是两次日冕物质抛射)引发的一场巨大地磁暴，它将北极光向南推到了加勒比海，并在铜线制成的电报线路中产生非常强大的电流，造成了至少一名接线员遭受到严重的电击，尽管他后来活了下来。

从某些指标来看，卡灵顿事件的地磁暴强度是我们刚刚目睹的地磁暴的2到3倍。如此大规模的地磁暴很罕见，可能达到每几百年才会发生一次的程度，而2024年5月的地磁暴则是每几十年出现一次的水平。

人类技术有自信能够应对相对强大的空间天气事件，但现代技术和基础设施却从未经历过像卡灵顿事件这样的地磁暴得以经受验证。这就是为什么研究人员仍在努力了解空间天气，并与政府机构合作，以预测并减轻地磁暴对我们社会的影响，同时也能开发出更好的预测工具。

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『天文湿刻』 牧夫出品

微信公众号：astronomycn

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地磁暴带来的绝美极光

图片来源：网络

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