磁暴
磁暴(英语:geomagnetic storm)是太阳风震波或磁云与地球磁场交互作用所引起的地球磁层扰动。太阳风的磁场与地球磁场交互作用,并将增加的能量转移到磁层中,导致通过地球磁层的等离子体增加(由磁层内增加的电场驱动),以及磁层和电离层中的电流增加。在磁暴的主要阶段,磁层中电流产生的磁力推动原本磁层和太阳风之间的边界。
造成磁暴的行星际物质扰动可能源自太阳的日冕物质抛射(CME),或是太阳表面弱磁场区域太阳风生成的共转交互作用区(CIR)。磁暴的频率随着太阳黑子周期变动[1]。在太阳极大期,CME导致的磁暴较为常见。太阳表面耀斑与CME次数增加,辐射出X射线、紫外线、可见光及高能量的质子和电子束。而在太阳极小期,则是以CIR导致的磁暴为主。
几种太空天气现象往往与磁暴有关,包括:太阳质子事件(SPE);地磁感应电流(GIC);干扰无线电和雷达的电离层扰动;导航所用的罗盘显示异常。磁暴能波及全球,持续达几小时到几天。磁暴发生时会增强电离层的游离化,也会使极区的极光特别绚丽。引发短波通讯特性失常,情况严重时可能使短波通讯完全中断。磁暴时,另外还会产生噪声掩盖通讯时的正常讯号,甚至使通讯中断,也可能使高压电线产生瞬间超高压,造成电力中断。磁暴也会对航空器造成伤害[2]。1989年3月磁暴引起的大地电流扰乱了魁北克几乎全省的电力配置,并且连美国南方的德克萨斯州都可以见到极光。
目录
历史
在1931年,西德尼·查普曼和文森.C.费拉罗(Vincenzo C. A. Ferraro)写了一篇文章:“磁暴的新理论”(A New Theory of Magnetic Storms),试图解释这种现象。它们认为,每当太阳发出耀斑时,它也会释放出等离子云,现在称为日冕物质抛射。他们写到:”这些等离子以113天内抵达地球的速度移动“,然而我们现在知道这段旅程只需要1到5天。他们还写到:“然后云压缩地球磁场,使得地球表面的磁场增强。”
定义
磁暴的程度以通过赤道环形电流磁暴指数(Dst index)的变化来定义。Dst指数根据几个位于磁赤道的磁力计站测量,估计地球磁场水平分量的全球平均变化。Dst每小时计算一次,几乎即时报告。正常静默时,Dst指数在+20和-20奈特斯拉(nT)之间。
地磁风暴有三个阶段 :初始阶段、主要阶段和恢复阶段。初始阶段的特征在于Dst(或其一分钟的SYM-H)在几十分钟内增加20至50nt。初始阶段也称为风暴突发(storm sudden commencement, SSC)。然而,不是所有的磁暴都有初始阶段,也不是所有的Dst或SYM-H的突然增加都是磁暴。磁暴的主要阶段定义为Dst小于-50 nT,因此磁暴期间的最小值是在-50至约-600 nT之间。主要阶段通常持续2-8小时。恢复阶段是当Dst从最小值变为其原先静默时的值。恢复期可能需要8小时或长达7天。
磁暴的大小分为中度磁暴(-50 nT>最小Dst> -100 nT),强度磁暴(-100 nT>最小Dst> -250 nT)或超级磁暴(最小Dst <-250 nT)。
视频
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参考文献
- ↑ 专家称地磁暴影响今天后应渐结束 近日可观黑子,搜狐,2003-11-01
- ↑ 太阳表面开了三个大洞,正往地球呼呼的刮太阳风,搜狐,2018-04-13