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太陽活動與地球磁場的相互作用可以產(chǎn)生一些非常有趣的現(xiàn)象。GeorgePetersGettyImages
當(dāng)太陽活動劇烈時,地球會受到其影響。地磁暴是指太陽活動擾動地球磁場,引發(fā)顯著的磁場變化,可能干擾導(dǎo)航系統(tǒng)、電網(wǎng)等各類設(shè)施。
這些風(fēng)暴是空間天氣中的重要現(xiàn)象,因此科學(xué)家會發(fā)布地磁風(fēng)暴預(yù)警,以持續(xù)監(jiān)測地球周圍的空間環(huán)境。
你可以感謝太陽帶來的麻煩。在太陽活動劇烈的時期,太陽會猛烈噴發(fā)出大量帶電粒子和磁場,即日冕物質(zhì)拋射(CME)。這些日冕物質(zhì)拋射將數(shù)十億噸太陽物質(zhì)拋向太空,若其中一次正對地球而來,便會猛烈撞擊地球的磁層。此時,真正的擾動才真正開始。
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太陽風(fēng)如何引發(fā)磁層劇變
太陽風(fēng)——一股持續(xù)不斷的、源自太陽的帶電粒子流——攜帶著太陽的磁場。
當(dāng)這種太陽風(fēng)抵達(dá)地球磁場時,尤其是在日冕物質(zhì)拋射(CME)事件或來自日冕洞的高速太陽風(fēng)作用下,會引發(fā)極為高效的能量交換。
這一過程被稱為磁重聯(lián),它將高能粒子加速射入地球高層大氣和電離層。這些粒子與大氣中的原子發(fā)生碰撞,向電離層注入能量,從而產(chǎn)生絢麗的極光現(xiàn)象,例如北極光。
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你可以在阿拉斯加等極北地區(qū)看到北極光。
但它們還會引發(fā)極光電流和場向電流,從而在地球磁場中造成顯著的水平方向變化。這些磁場擾動可能干擾地面及軌道上的各類系統(tǒng)。
磁擾動為何會干擾地球上的系統(tǒng)
地球會自然產(chǎn)生磁擾動,但來自太空的強烈風(fēng)暴也可能引發(fā)地磁場的突然且劇烈變化。
當(dāng)?shù)卮疟┻_(dá)到峰值——即主相期間——