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本周末美國(guó)部分地區(qū)可能會(huì)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(bào)道
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Fri東部時(shí)間2024年5月10日晚上9點(diǎn)04分更新
美國(guó)有線電視新聞網(wǎng)
—根據(jù)美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局空間天氣預(yù)測(cè)中心的數(shù)據(jù)，一系列太陽(yáng)耀斑和太陽(yáng)日冕物質(zhì)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(yuǎn)南方看到，但也會(huì)中斷今晚和周末地球上的通信。
該中心是國(guó)家氣象局的一個(gè)部門(mén)，在美國(guó)東部時(shí)間周五晚上6點(diǎn)54分觀察到了極端地磁風(fēng)暴的情況，達(dá)到了5級(jí)嚴(yán)重程度。據(jù)該中心稱(chēng)，上一次如此規(guī)模的太陽(yáng)風(fēng)暴到達(dá)地球是在2003年10月，導(dǎo)致瑞典停電和南非電力變壓器受損。
美國(guó)東部時(shí)間下午12點(diǎn)37分，該中心的科學(xué)家首次觀察到嚴(yán)重的地磁風(fēng)暴或4級(jí)地磁風(fēng)暴的跡象，當(dāng)時(shí)在地球磁場(chǎng)中檢測(cè)到一次重大擾動(dòng)。此前，該中心在周四晚上發(fā)布了一份地磁風(fēng)暴觀察報(bào)告，這是自2005年1月以來(lái)發(fā)布的第一份此類(lèi)報(bào)告。
但在科學(xué)家周五晚上觀察到G5或極端地磁風(fēng)暴的情況后，這一預(yù)測(cè)得到了升級(jí)。
今年晚些時(shí)候，隨著太陽(yáng)接近其11年周期的活動(dòng)高峰期，研究人員觀察到這顆熾熱的球體爆發(fā)出越來(lái)越強(qiáng)烈的太陽(yáng)耀斑。
太陽(yáng)活動(dòng)的增加導(dǎo)致極光圍繞地球兩極飛舞，被稱(chēng)為北極光或北極光和南極光或南極光。當(dāng)日冕物質(zhì)拋射產(chǎn)生的高能粒子到達(dá)地球磁場(chǎng)時(shí)，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(lái)，空間天氣預(yù)測(cè)中心跟蹤了太陽(yáng)表面一大群黑子發(fā)出的多個(gè)強(qiáng)烈耀斑。這個(gè)星團(tuán)的直徑是地球的17倍。
科學(xué)家們還觀察到至少七次日冕物質(zhì)拋射，即從太陽(yáng)外層大氣中爆發(fā)的稱(chēng)為等離子體和磁場(chǎng)的大型電離氣體云，從太陽(yáng)向地球方向釋放。這些顯著的爆發(fā)預(yù)計(jì)將持續(xù)到周日。 5月2日，美國(guó)國(guó)家航空航天局太陽(yáng)動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)在極紫外光下拍攝了這張?zhí)?yáng)耀斑圖像。耀斑是朝向太陽(yáng)中上部區(qū)域的明亮閃光。美國(guó)國(guó)家航空航天局/SDO
該中心的空間天氣尺度涵蓋三類(lèi):導(dǎo)致高頻無(wú)線電中斷的太陽(yáng)耀斑、地磁暴和太陽(yáng)輻射風(fēng)暴。
太空天氣預(yù)測(cè)中心的服務(wù)協(xié)調(diào)員肖恩·達(dá)爾表示，目前的太陽(yáng)活動(dòng)能夠產(chǎn)生太陽(yáng)輻射風(fēng)暴。
達(dá)爾說(shuō):“這是我們規(guī)模中非常低的一端?！斑@對(duì)一些火箭發(fā)射業(yè)務(wù)和衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)確實(shí)意義重大。但在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，就我們的理解而言，沒(méi)有什么是不能處理的。當(dāng)然，更強(qiáng)烈事件的可能性確實(shí)存在，我們將看看是否會(huì)發(fā)生。”
該中心預(yù)測(cè)，地球磁暴活動(dòng)的高峰可能出現(xiàn)在美國(guó)東部時(shí)間周六凌晨2點(diǎn)至5點(diǎn)之間。
該中心稱(chēng)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(lái)，已經(jīng)發(fā)生了三次地磁風(fēng)暴，但它們都被認(rèn)為是微弱的。
最近幾個(gè)月由太陽(yáng)驅(qū)動(dòng)的地磁風(fēng)暴導(dǎo)致極光在很少看到的地方出現(xiàn)，包括遠(yuǎn)至美國(guó)新墨西哥州、密蘇里州、北卡羅來(lái)納州和加利福尼亞州的南部以及英格蘭東南部和英國(guó)其他地區(qū)。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間早上6點(diǎn)20分左右，太陽(yáng)風(fēng)暴導(dǎo)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(shí)間為三秒鐘。禮貌安德魯·迪克森專(zhuān)家說(shuō)，根據(jù)位置的不同，頭頂上的極光可能并不總是可見(jiàn)的，但要留意地平線，因?yàn)樗鼈円部赡茉谀抢飫?chuàng)造出多彩的景象。
即使天空中看不到極光，該中心的專(zhuān)家建議用手機(jī)拍攝天空?qǐng)D像，因?yàn)檫@些圖像可能會(huì)捕捉到肉眼看不到的東西。
密歇根大學(xué)安娜堡分校的氣候和空間科學(xué)與工程教授邁克爾·利莫恩在一份聲明中說(shuō):“一場(chǎng)強(qiáng)烈的風(fēng)暴將意味著在密歇根南部可能會(huì)看到極光?！薄斑h(yuǎn)離城市的燈光，到一個(gè)天空晴朗的地方，你應(yīng)該能夠看到綠色或紅色的極光劃過(guò)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(méi)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(fēng)暴的影響
當(dāng)日冕物質(zhì)拋射指向地球時(shí)，它們會(huì)引起地磁暴，或地球磁場(chǎng)的大擾動(dòng)。
“地磁暴會(huì)影響近地軌道和地球表面的基礎(chǔ)設(shè)施，可能會(huì)擾亂通信、電網(wǎng)、導(dǎo)航、無(wú)線電和衛(wèi)星運(yùn)行，”太空天氣預(yù)測(cè)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(hù)措施。”
該中心已通知這些區(qū)域的運(yùn)營(yíng)商采取措施來(lái)緩解任何潛在的影響，包括增加和更頻繁的電壓控制問(wèn)題的可能性。運(yùn)營(yíng)商將監(jiān)控的其他方面包括異?；蛴绊懶l(wèi)星運(yùn)行的可能性，以及頻繁或更長(zhǎng)時(shí)間的GPS降級(jí)。
達(dá)爾說(shuō)，反過(guò)來(lái)，運(yùn)營(yíng)商也要確保輸電線按預(yù)期運(yùn)行，確保備用設(shè)備可用并正常工作，任何維護(hù)都要暫停。
達(dá)爾說(shuō):“但這里的關(guān)鍵因素是，如果形勢(shì)發(fā)展，他們知道是什么導(dǎo)致了什么，這將使我們能夠采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)幫助減輕和控制任何發(fā)展中的問(wèn)題?！?
太空天氣預(yù)測(cè)中心的太空科學(xué)家羅布·斯廷伯格說(shuō)，當(dāng)日冕物質(zhì)拋射到達(dá)時(shí)，它們會(huì)攜帶自己的磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)會(huì)淹沒(méi)電力線并感應(yīng)電流，因此運(yùn)營(yíng)商將監(jiān)測(cè)這種活動(dòng)的任何跡象。
“當(dāng)我們談到對(duì)電網(wǎng)的影響時(shí)，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(dá)爾說(shuō)?！八皇窃诟邏狠旊娋€上真正發(fā)展起來(lái)，這給控制配電的主要變壓器帶來(lái)了問(wèn)題?！?
太陽(yáng)產(chǎn)生的太陽(yáng)風(fēng)暴也會(huì)導(dǎo)致無(wú)線電中斷，甚至給載人航天任務(wù)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。
美國(guó)國(guó)家航空航天局的空間輻射分析小組致力于監(jiān)測(cè)國(guó)際空間站宇航員的狀況。如果輻射風(fēng)險(xiǎn)增加，宇航員可以轉(zhuǎn)移到空間站屏蔽更好的部分。根據(jù)該聯(lián)邦機(jī)構(gòu)發(fā)布的最新消息，“美國(guó)國(guó)家航空航天局完成了對(duì)最近太空天氣活動(dòng)的徹底分析，并確定它不會(huì)對(duì)國(guó)際空間站上的機(jī)組人員構(gòu)成風(fēng)險(xiǎn)，也不需要采取額外的預(yù)防措施?！薄澳壳暗奶?yáng)耀斑活動(dòng)沒(méi)有保證這些預(yù)防措施。美國(guó)國(guó)家航空航天局將密切關(guān)注伴隨耀斑而來(lái)的其他太陽(yáng)噴發(fā)，即日冕物質(zhì)拋射，但預(yù)計(jì)不會(huì)對(duì)宇航員產(chǎn)生影響
該中心警告說(shuō)，額外的太陽(yáng)活動(dòng)可能導(dǎo)致地磁風(fēng)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(kāi)始的當(dāng)前太陽(yáng)周期中僅觀察到三次嚴(yán)重的地磁風(fēng)暴。
該中心的專(zhuān)家表示他們“有點(diǎn)擔(dān)心”，但主要是因?yàn)檫@種事件很少發(fā)生。
該團(tuán)隊(duì)將其比作為夏季風(fēng)暴做準(zhǔn)備:在停電的情況下隨時(shí)準(zhǔn)備好電池和天氣收音機(jī)，但表示人們不需要“做任何不尋常的事情”來(lái)為太空天氣做準(zhǔn)備。預(yù)計(jì)互聯(lián)網(wǎng)或手機(jī)服務(wù)不會(huì)中斷。該中心的專(zhuān)家表示，只要提供商能夠迅速鎖定衛(wèi)星信號(hào)，全球定位系統(tǒng)的任何中斷預(yù)計(jì)都不會(huì)持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。
跟蹤太空天氣
大約每隔11年，太陽(yáng)會(huì)經(jīng)歷低太陽(yáng)活動(dòng)期和高太陽(yáng)活動(dòng)期，這與太陽(yáng)表面黑子的數(shù)量有關(guān)。太陽(yáng)強(qiáng)大且不斷變化的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)著這些黑暗區(qū)域，其中一些區(qū)域可以達(dá)到地球的大小或更大。
在太陽(yáng)周期的過(guò)程中，太陽(yáng)將從平靜過(guò)渡到強(qiáng)烈和活躍的時(shí)期。在活動(dòng)高峰期，稱(chēng)為太陽(yáng)活動(dòng)高峰期，太陽(yáng)磁極翻轉(zhuǎn)。然后，太陽(yáng)將在太陽(yáng)活動(dòng)極小期再次變得平靜。
預(yù)計(jì)太陽(yáng)活動(dòng)峰值將在2024年年中至年末達(dá)到頂峰，但此后幾年太陽(yáng)仍將保持活躍。
空間天氣預(yù)測(cè)中心的團(tuán)隊(duì)使用來(lái)自地面和天基天文臺(tái)的數(shù)據(jù)、太陽(yáng)表面的磁地圖和太陽(yáng)外層大氣的紫外線觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定太陽(yáng)何時(shí)最有可能發(fā)出太陽(yáng)耀斑、日冕物質(zhì)拋射和其他可能影響地球的空間天氣。
太陽(yáng)耀斑幾乎可以立即影響通信和GPS，因?yàn)樗鼈償_亂了地球的電離層或高層大氣的一部分。
太陽(yáng)釋放的高能粒子也可能在20分鐘到幾個(gè)小時(shí)內(nèi)破壞航天器上的電子設(shè)備并影響沒(méi)有適當(dāng)保護(hù)的宇航員。
日冕物質(zhì)拋射期間快速遠(yuǎn)離太陽(yáng)的物質(zhì)可能在30至72小時(shí)后到達(dá)地球，導(dǎo)致地磁風(fēng)暴影響衛(wèi)星，并在高層大氣中產(chǎn)生穿過(guò)地面的電流，可能對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生影響。
風(fēng)暴還影響了商業(yè)航空公司的飛行模式，由于失去通信或?qū)Ш侥芰?，商業(yè)航空公司被指示在地磁暴期間遠(yuǎn)離地球兩極。
極端風(fēng)暴以前也發(fā)生過(guò)，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(lái)最強(qiáng)烈的地磁風(fēng)暴，導(dǎo)致電報(bào)站產(chǎn)生火花并起火。
如果這樣的事件今天發(fā)生，可能會(huì)造成數(shù)萬(wàn)億美元的損失，并在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)使一些電網(wǎng)癱瘓。
更正:這個(gè)故事的前一個(gè)版本誤報(bào)了早些時(shí)候G5風(fēng)暴的日期。
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