太陽暗條爆發或今日到達地球：造成磁層擾動引

文章來源：科學大院微信公眾號

北京時間10月8日晚23：00左右，日面北半球（N38E40）的暗條爆發，引發10月9日的全暈日冕物質拋射（CME）。此次CME可能在10月13日（也就是今天）左右到達地球，造成地球磁層擾動，引發小到中等地磁暴。

10月8日暗條爆發

這究竟神馬情況？！且聽我慢慢道來。

什麼是暗條

要想弄清楚什麼是暗條，我們得先來看看日珥。

日珥爆發

日珥是太陽色球上一種十分美麗壯觀的活動現象。日珥發生在太陽色球邊緣，猶如節日禮花，形態各異，蔚為壯觀，美不勝收。由於它們的形狀恰似貼附在太陽邊緣的耳環，由此得名為「日珥」。

日珥溫度比太陽表面低得多，因而也暗弱得多，所以當這種結構出現在日面內部時則表現為暗弱條狀，此時便將其稱之為暗條。

暗條是日珥最常見的表現形式，不過很多時候它並不易被觀察到。比如這一次爆發的暗條，需要趴在電腦前，一幀一幀地觀察，才能找到。

日珥/暗條爆發時，會突然猛烈地膨脹或向外拋射，拋射的物質一部分落回日面，另一部分可達到太陽的逃逸速度，進入行星際空間。

日珥/暗條是太陽經常性的活動現象，那為什麼這一次的爆發引起了這麼多的關注呢？原因在於，此次的暗條爆發引發了一個朝向地球的全暈日冕物質拋射（下圖中擋板周圍的圓形光暈）。

10月9日爆發的日冕物質拋射

於是，下一個問題來了——

什麼是日冕物質拋射

日冕物質拋射（coronal mass ejection， CME）事件指的是在太陽的爆發活動中，達到逃逸速度的高速等離子體雲從太陽日冕中拋射出來。高速等離子體雲相對背景太陽風速度更高，會攜帶著日冕磁場穿越行星際空間，對近地空間產生影響。

高速等離子體雲到達地球

高速等離子體雲到達地球附近後，會與地球磁場相互作用，並通過磁場壓縮、重聯等機制，將巨大的能量傾泄到磁尾的大尺度空間中，引發最具代表性的全球空間環境擾動事件——地磁暴。

磁場的劇烈變化會進一步引發地球空間環境的「風雲變幻」，因此，通常用地磁暴強度來表徵太陽風暴中高速等離子體雲的影響大小。

像此次日冕物質拋射（CME）這樣的全暈事件並不多見，多數CME只是偏暈，拋射出的高速等離子體雲並不是正對著地球。而全暈CME由於正對地球，儘管在衛星圖像上看起來比較暗淡，但其對地球造成的擾動十分強烈。今日晚些時候，平靜多日的近地空間將迎來此次事件的高速等離子體雲，屆時地球磁層將產生劇烈擾動，可能達到小到中等磁暴水平。

磁層中的「海嘯」

地磁暴

地磁暴是整個磁層發生的持續十幾個小時到幾十個小時的一種劇烈擾動，這種擾動是全球性的，如同海嘯一般會遍及整個磁層。

高速等離子體雲衝擊地球磁層時，會使磁層壓縮變形，並且它通常攜帶南北方向轉動的磁場，當磁場轉為南向和地磁場相互作用時，太陽風會向磁層注入能量，使磁尾等離子體片中大量的帶電粒子注入到環電流中，使環電流強度發生變化，而變化的電流會產生變化的磁場，從而造成磁層的擾動，於是產生了地磁暴。

地磁暴的強度等級一般用Kp指數和Dst指數這兩類地磁指數來劃分。科學家們在研究中通常採用Dst指數分級，而在預警應用中，則採用Kp指數。

磁暴發生前後磁層示意圖

地磁Kp=9為強地磁暴，發紅色警報；地磁Kp 7為中等地磁暴，發橙色警報；地磁Kp 5為弱地磁暴，發黃色警報。在一個太陽活動周中，弱地磁暴發生次數約2000次，中等地磁暴約300次，而強地磁暴僅為幾次。

地磁暴發生時，地磁場的快速變化使得那些依靠磁場致穩的衛星發生定向錯誤，影響衛星操作。地磁暴還可以損害地面電力設施，影響電纜等長距離管線系統，甚至破壞輸油管道。

地磁暴還會造成其他地球空間環境擾動，引發一系列空間環境事件。在地磁暴期間，高能粒子沉降和焦耳加熱等過程使低層大氣受熱膨脹，引起高層大氣密度增加；高層大氣密度、成分和風場的變化，會引起電離層暴；磁層劇烈擾動時，磁尾中的熱等離子體被加速向地球方向運動，形成熱等離子體注入；帶電粒子沿磁力線沉降，轟擊高層大氣，形成絢爛多彩的極光；磁層擾動期間，磁層中的電子可能被加速至很高的能量，引起全球範圍的高能電子增強現象——高能電子暴。

地磁暴所引發的這一系列空間環境事件，會給技術系統帶來嚴重影響，比如高層大氣密度增加，增大了衛星運行阻力，從而加快衛星軌道的衰變；電離層暴可能會影響短波通信和衛星導航；熱等離子體注入可引起衛星表面充電；高能電子暴可引起衛星深層充電危害等。

除了上面提到的這些壞的影響，這次的暗條爆發也可能會伴隨美麗的極光造訪哦，這大概是地磁暴唯一的好處了，讓我們拭目以待吧。

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