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本周末美國部分地區(qū)可能會看到北極光。為什么他們現(xiàn)在這么活躍？
阿什利·斯特里克蘭
CNN記者阿什莉·斯特里克蘭報道
8分鐘閱讀
Fri東部時間2024年5月10日晚上9點04分更新
美國有線電視新聞網(wǎng)
—根據(jù)美國國家海洋和大氣管理局空間天氣預測中心的數(shù)據(jù)，一系列太陽耀斑和太陽日冕物質拋射有可能產(chǎn)生耀眼的極光，可能在阿拉巴馬州和加利福尼亞州北部的遙遠南方看到，但也會中斷今晚和周末地球上的通信。
該中心是國家氣象局的一個部門，在美國東部時間周五晚上6點54分觀察到了極端地磁風暴的情況，達到了5級嚴重程度。據(jù)該中心稱，上一次如此規(guī)模的太陽風暴到達地球是在2003年10月，導致瑞典停電和南非電力變壓器受損。
美國東部時間下午12點37分，該中心的科學家首次觀察到嚴重的地磁風暴或4級地磁風暴的跡象，當時在地球磁場中檢測到一次重大擾動。此前，該中心在周四晚上發(fā)布了一份地磁風暴觀察報告，這是自2005年1月以來發(fā)布的第一份此類報告。
但在科學家周五晚上觀察到G5或極端地磁風暴的情況后，這一預測得到了升級。
今年晚些時候，隨著太陽接近其11年周期的活動高峰期，研究人員觀察到這顆熾熱的球體爆發(fā)出越來越強烈的太陽耀斑。
太陽活動的增加導致極光圍繞地球兩極飛舞，被稱為北極光或北極光和南極光或南極光。當日冕物質拋射產(chǎn)生的高能粒子到達地球磁場時，它們與大氣中的氣體相互作用，在天空中產(chǎn)生不同顏色的光。
自周三以來，空間天氣預測中心跟蹤了太陽表面一大群黑子發(fā)出的多個強烈耀斑。這個星團的直徑是地球的17倍。
科學家們還觀察到至少七次日冕物質拋射，即從太陽外層大氣中爆發(fā)的稱為等離子體和磁場的大型電離氣體云，從太陽向地球方向釋放。這些顯著的爆發(fā)預計將持續(xù)到周日。 5月2日，美國國家航空航天局太陽動力學天文臺在極紫外光下拍攝了這張?zhí)栆邎D像。耀斑是朝向太陽中上部區(qū)域的明亮閃光。美國國家航空航天局/SDO
該中心的空間天氣尺度涵蓋三類:導致高頻無線電中斷的太陽耀斑、地磁暴和太陽輻射風暴。
太空天氣預測中心的服務協(xié)調員肖恩·達爾表示，目前的太陽活動能夠產(chǎn)生太陽輻射風暴。
達爾說:“這是我們規(guī)模中非常低的一端?！斑@對一些火箭發(fā)射業(yè)務和衛(wèi)星運營商來說確實意義重大。但在這個時間點上，就我們的理解而言，沒有什么是不能處理的。當然，更強烈事件的可能性確實存在，我們將看看是否會發(fā)生。”
該中心預測，地球磁暴活動的高峰可能出現(xiàn)在美國東部時間周六凌晨2點至5點之間。
該中心稱這是“不尋常的事件”根據(jù)該中心的數(shù)據(jù)，自2019年12月以來，已經(jīng)發(fā)生了三次地磁風暴，但它們都被認為是微弱的。
最近幾個月由太陽驅動的地磁風暴導致極光在很少看到的地方出現(xiàn)，包括遠至美國新墨西哥州、密蘇里州、北卡羅來納州和加利福尼亞州的南部以及英格蘭東南部和英國其他地區(qū)。
當?shù)貢r間早上6點20分左右，太陽風暴導致新西蘭上空出現(xiàn)耀眼的南極光。 安德魯·迪克森用他的iPhone 13 plus拍攝了一張南島奧塔哥中部的極光照片，曝光時間為三秒鐘。禮貌安德魯·迪克森專家說，根據(jù)位置的不同，頭頂上的極光可能并不總是可見的，但要留意地平線，因為它們也可能在那里創(chuàng)造出多彩的景象。
即使天空中看不到極光，該中心的專家建議用手機拍攝天空圖像，因為這些圖像可能會捕捉到肉眼看不到的東西。
密歇根大學安娜堡分校的氣候和空間科學與工程教授邁克爾·利莫恩在一份聲明中說:“一場強烈的風暴將意味著在密歇根南部可能會看到極光?！薄斑h離城市的燈光，到一個天空晴朗的地方，你應該能夠看到綠色或紅色的極光劃過天空?！?img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2024/05/1214/283536485_3_20240512025121367_wm.jpeg' alt="Dickson lives in a rural area with "virtually no light pollution," he told CNN." src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2024/05/1214/283536485_3_20240512025121367_wm.jpeg">迪克森生活在“幾乎沒有光污染”的農(nóng)村地區(qū)，他告訴CNN。禮貌安德魯·迪克森
地磁風暴的影響
當日冕物質拋射指向地球時，它們會引起地磁暴，或地球磁場的大擾動。
“地磁暴會影響近地軌道和地球表面的基礎設施，可能會擾亂通信、電網(wǎng)、導航、無線電和衛(wèi)星運行，”太空天氣預測中心表示。“(中心)已經(jīng)通知了這些系統(tǒng)的操作人員，以便他們能夠采取保護措施?！?
該中心已通知這些區(qū)域的運營商采取措施來緩解任何潛在的影響，包括增加和更頻繁的電壓控制問題的可能性。運營商將監(jiān)控的其他方面包括異?；蛴绊懶l(wèi)星運行的可能性，以及頻繁或更長時間的GPS降級。
達爾說，反過來，運營商也要確保輸電線按預期運行，確保備用設備可用并正常工作，任何維護都要暫停。
達爾說:“但這里的關鍵因素是，如果形勢發(fā)展，他們知道是什么導致了什么，這將使我們能夠采取適當?shù)拇胧﹣韼椭鷾p輕和控制任何發(fā)展中的問題。”
太空天氣預測中心的太空科學家羅布·斯廷伯格說，當日冕物質拋射到達時，它們會攜帶自己的磁場，這種磁場會淹沒電力線并感應電流，因此運營商將監(jiān)測這種活動的任何跡象。
“當我們談到對電網(wǎng)的影響時，我們指的是高壓輸電線路。那是這些水流可以發(fā)展的地方。它不在從小變壓器到他們家的任何線路上，”達爾說?！八皇窃诟邏狠旊娋€上真正發(fā)展起來，這給控制配電的主要變壓器帶來了問題。”
太陽產(chǎn)生的太陽風暴也會導致無線電中斷，甚至給載人航天任務帶來風險。
美國國家航空航天局的空間輻射分析小組致力于監(jiān)測國際空間站宇航員的狀況。如果輻射風險增加，宇航員可以轉移到空間站屏蔽更好的部分。根據(jù)該聯(lián)邦機構發(fā)布的最新消息，“美國國家航空航天局完成了對最近太空天氣活動的徹底分析，并確定它不會對國際空間站上的機組人員構成風險，也不需要采取額外的預防措施?！薄澳壳暗奶栆呋顒記]有保證這些預防措施。美國國家航空航天局將密切關注伴隨耀斑而來的其他太陽噴發(fā)，即日冕物質拋射，但預計不會對宇航員產(chǎn)生影響
該中心警告說，額外的太陽活動可能導致地磁風暴狀況持續(xù)到周末。
根據(jù)該中心的數(shù)據(jù)，到目前為止，研究人員在2019年12月開始的當前太陽周期中僅觀察到三次嚴重的地磁風暴。
該中心的專家表示他們“有點擔心”，但主要是因為這種事件很少發(fā)生。
該團隊將其比作為夏季風暴做準備:在停電的情況下隨時準備好電池和天氣收音機，但表示人們不需要“做任何不尋常的事情”來為太空天氣做準備。預計互聯(lián)網(wǎng)或手機服務不會中斷。該中心的專家表示，只要提供商能夠迅速鎖定衛(wèi)星信號，全球定位系統(tǒng)的任何中斷預計都不會持續(xù)很長時間。
跟蹤太空天氣
大約每隔11年，太陽會經(jīng)歷低太陽活動期和高太陽活動期，這與太陽表面黑子的數(shù)量有關。太陽強大且不斷變化的磁場驅動著這些黑暗區(qū)域，其中一些區(qū)域可以達到地球的大小或更大。
在太陽周期的過程中，太陽將從平靜過渡到強烈和活躍的時期。在活動高峰期，稱為太陽活動高峰期，太陽磁極翻轉。然后，太陽將在太陽活動極小期再次變得平靜。
預計太陽活動峰值將在2024年年中至年末達到頂峰，但此后幾年太陽仍將保持活躍。
空間天氣預測中心的團隊使用來自地面和天基天文臺的數(shù)據(jù)、太陽表面的磁地圖和太陽外層大氣的紫外線觀測數(shù)據(jù)來確定太陽何時最有可能發(fā)出太陽耀斑、日冕物質拋射和其他可能影響地球的空間天氣。
太陽耀斑幾乎可以立即影響通信和GPS，因為它們擾亂了地球的電離層或高層大氣的一部分。
太陽釋放的高能粒子也可能在20分鐘到幾個小時內破壞航天器上的電子設備并影響沒有適當保護的宇航員。
日冕物質拋射期間快速遠離太陽的物質可能在30至72小時后到達地球，導致地磁風暴影響衛(wèi)星，并在高層大氣中產(chǎn)生穿過地面的電流，可能對電網(wǎng)產(chǎn)生影響。
風暴還影響了商業(yè)航空公司的飛行模式，由于失去通信或導航能力，商業(yè)航空公司被指示在地磁暴期間遠離地球兩極。
極端風暴以前也發(fā)生過，比如1989年魁北克電網(wǎng)癱瘓和1859年卡林頓事件。后者仍然是有史以來最強烈的地磁風暴，導致電報站產(chǎn)生火花并起火。
如果這樣的事件今天發(fā)生，可能會造成數(shù)萬億美元的損失，并在相當長的一段時間內使一些電網(wǎng)癱瘓。
更正:這個故事的前一個版本誤報了早些時候G5風暴的日期。
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