极光刷屏!最强大地磁暴的背后 为何中国的是红色?
来源：倍可亲(backchina.com)据新华社消息，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）5月10日发布极强地磁暴（G5级）预警，太阳日冕物质抛射引起的地磁暴对地球的影响将从10日持续至12日。这是自2003年10月以来，该机构首次发布最高级别G5级地磁暴预警。自5月8日起，NOAA已监测到至少7次日冕物质抛射，这些抛射与太阳产生的强烈太阳耀斑紧密相关。每次日冕物质抛射，都携带了数十亿吨来自太阳外层大气或日冕的等离子体和磁场。据NOAA称，这些太阳耀斑似乎与太阳黑子群“AR3664”密切相关，其宽度约为地球直径的16倍。
▲太阳黑子群AR3664（右下角）
20年来最强地磁暴
由太阳黑子群引发，宽度是地球的16倍
据报道，太阳耀斑作为太阳表面的强烈能量喷发，由弱到强分为A、B、C、M、X五个级别。其中，A为能量最小级别，X为能量最大级别。
世界标准时间（格林尼治时间，比北京时间晚8个小时）5月10日至5月11日早上10:56，太阳共产生15个耀斑，其中14个来自AR3664，包括1个X级、9个M级和4个C级。这一活跃区域是此次20年来最大地磁暴的主要贡献者。太阳目前在其面向地球的一侧有5个标记的活跃区域，预计未来24小时内，C级耀斑的发生几率高达99%，M级耀斑的发生几率为95%，而X级耀斑的发生几率则从5月11日的60%上升到今天的75%。
下一次日冕物质抛射（CME）预计将在5月12日抵达地球，此次活动与AR3664的X3.98级耀斑有关，此次耀斑在5月10日格林尼治标准时间（GMT）6:54分（北京时间14:54分）达到峰值，强大的能量爆发导致亚洲、东欧和东非地区的高频（HF）无线电信号暂时或完全中断。
据报道，AR3664是一个非常大的太阳黑子群，宽度约为20万公里，是地球直径的15-16倍，尺寸几乎与1859年的著名太阳黑子群相当。后者引发了历史上记录的最大一次太阳风暴——卡灵顿事件。根据NOAA空间天气预报中心（SWPC）官员最新声明，目前太阳上存在一个极为庞大的太阳黑子群，宽度已经达到了地球直径的大约17倍。
世界标准时间5月11日早上，AR3664引发了一个巨大的X5.8级耀斑，导致地球阳光照射的部分地区暂时或完全失去了高频（HF）无线电信号。11日中午12:55，AR3664又释放了一个X1.5级耀斑，12日还爆发了一个M8.8级耀斑。根据NOAA SWPC最近的讨论，AR3664有可能一直活跃到周一（5月13日），并预计太阳活动水平将保持高位，甚至更高，M级和X级耀斑的可能性将增加。
▲NASA发布AR3664释放的两次X级耀斑（标注时间为西五区时间，较世界标准时间晚5小时）
地磁暴、极光齐现
NASA解密太阳黑子如何“发威”
为何在太阳黑子活动后，地球上会出现地磁暴和极光？美国国家航空航天局（NASA）5月11日发起了一场关于这一天文现象的讨论。
太阳黑子是太阳表面相对较暗的区域，由于强烈的磁活动抑制了对流，使得这部分的温度较低。太阳黑子实际上是强磁场的聚集地，其温度之所以较低，是因为强磁场抑制了太阳内部能量通过对流的方式向外传递。据NASA介绍，太阳黑子的活动通常会引发两种现象：太阳耀斑和日冕物质抛射。它们通常一起发生，但并非总是如此。
太阳耀斑是太阳上强烈的光闪烁，是太阳复杂磁场突然重新排列所产生的结果。而日冕物质抛射则是携带有强大磁场能的太阳粒子巨大云团，它们逃离太阳，穿越太阳系的各个角落，甚至到达地球。太阳耀斑产生的光在大约8分钟内就能到达地球，而日冕物质抛射需要数天的时间。当后者命中地球，就可能引发地磁场方向与大小的变化，即地磁暴，并且还可能“点燃极光”。
“一个日冕物质抛射与地球的磁场碰撞时，它可以将太阳粒子倾泻到近地空间，这些粒子沿着地球的磁场线潜入大气层，形成了一个被称为极光椭圆环的区域，主要集中在极地附近。当这些粒子撞击地球大气层中的气体时，气体被加热并开始发光，形成了我们所说的极光。极光的颜色取决于被撞击气体的类型和高度，例如，氧气发出红色或蓝色，而氮气则可能呈现绿色、蓝色或粉红色。”NASA介绍。
我国发布地磁暴红色预警
短波通信和导航定位会受不同程度影响
地磁暴会影响近地轨道和地球表面的某些基础设施，有可能干扰通信、电网、导航、无线电和卫星运行。
针对地磁暴的影响，5月11日凌晨，美国太空探索技术公司（SpaceX）首席执行官马斯克发文称，SpaceX的卫星互联网项目“星链”（StarLink）面临很大压力。他表示：“目前正在发生重大地磁暴，这是很长时间以来最大的一次。‘星链’卫星面临着很大压力，但到目前为止还撑得住。”
另外，北京时间5月11日上午9时，国家空间天气监测预警中心发布了地磁暴红色预警：
北京时间2024年05月10日23时起发生地磁暴，最大级别达到超大地磁暴（Kp=9）水平，预计未来24小时，磁暴过程仍将持续，后续仍可能发生大地磁暴。
受地磁暴影响，我国大部分地区电离层将会出现扰动，短波通信和导航定位会受到不同程度的影响；高层大气密度显著增加，将导致低轨卫星轨道衰减加剧。以上后续效应请相关部门关注，国家空间天气监测预警中心将密切跟踪事件发展，及时发布预报预警信息。
极光刷屏！为何发生在中国的是红色？
5月11日晚间，我国新疆阿勒泰地区，甚至北京的部分地区，天空中出现了绚丽的极光，美轮美奂的照片“ 刷屏 ”朋友圈，也将极光话题送上微博热搜 。
但有细心的网友发现，以往看到的极区内的极光大多是绿色，为什么发生在我国的极光主要是红色？难不成大家看了一个“假极光”？
事实上，极光并非只有一种颜色，而是会像鸡尾酒一样分层。
5月12日凌晨，北京八达岭长城出现极光景象。图片来源：视觉中国
极光是地磁暴的“副产品”，当太阳活动产生的高能粒子与地球相遇后，会和地球大气发生高速撞击，这一过程会产生微观的能量交换。国家空间天气监测预警中心空间天气技术研发室主任 宗位 国介绍，以大气中的氧原子为例，它们会从撞击中接收一份能量，但由于原子核外电子的特性，电子与原子核之间只能容纳一定额度的能量， 超 过 的部分都会再被释放出来，而释放的形式就是发光。
大部分极光集中在地球上方的90—400千米。据《中国国家地理》杂志绘制的人类观测极光示意图显示：
在300千米以上，极光以浅红色为主；
200—300千米以深红色为主；
100—200千米以绿色为主；
100千米以下则是蓝色、紫色或多种颜色混合。
由于地球磁场等因素作用，在两极地区，太阳活动产生的高能粒子可以深入到距地面约100千米的大气中。国家空间天气监测预警中心工程师韩大洋曾向媒体介绍，在该区域，粒子碰撞频繁，受激发的分子氮通过碰撞将能量传递给原子氧，此时微观粒子 跃迁 会发射波长为557.7纳米的光，呈现出绿色。 要想在我国看到绿色极光，则要等到太阳活动更加强烈，高能粒子轰击到中纬度地区距地面100千米左右的大气中时才有可能。去年12月，我国漠河地区就曾出现过绿色极光，间接说明了当时地磁暴事件的强烈程度。
而在中纬度地区，极光一般发生在距地面250—400千米的高空大气中，其波长为630纳米，呈现出红色，人眼对这个波长并不敏感，只有在太阳活动引发强烈地磁暴、红光足够亮时，才能看到。
