封面新聞?dòng)浾?閆雯雯

最近一段時(shí)間，太陽(yáng)活動(dòng)異常頻繁：北京時(shí)間2月18日凌晨，一次最高等級(jí)的X級(jí)別耀斑爆發(fā)，并伴隨著日冕物質(zhì)拋射（CME）事件；2月26日-2月27日，歐洲多地能夠看到極光，最低緯度到了法國(guó)；一周前，NASA在社交平臺(tái)表示，太陽(yáng)爆發(fā)了巨大的日冕物質(zhì)拋射， 盡管它位于太陽(yáng)的遠(yuǎn)端，但爆炸的威力足以讓繞地球軌道運(yùn)行的航天器感受到它的影響；《丹佛郵報(bào)》發(fā)布消息稱，在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)，緯度低至科羅拉多都能看到極光；上周，冰島的極光甚至達(dá)到了8級(jí)，攝影師蘇鐵在社交媒體感嘆，這是他見(jiàn)到過(guò)的最大的極光。

為什么今年會(huì)在很多低緯度的地區(qū)看到極光？那么極光究竟是怎么形成的？在哪個(gè)緯度能夠看到極光？日前，封面新聞邀請(qǐng)到中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所何飛研究員，為大家揭開(kāi)秘密。

極光那么美 卻是粒子與粒子的碰撞

極光產(chǎn)生的原理首先要講到地球的磁場(chǎng)，可以想象成地球中心有一個(gè)沿著南北方向的條形磁鐵，然后它產(chǎn)生了一圈偶極磁場(chǎng)。磁場(chǎng)在南北兩極形成了一個(gè)匯聚的形狀，有點(diǎn)像一個(gè)漏斗。太空中的等離子體被束縛在磁力線上，做幾種運(yùn)動(dòng)，如螺旋運(yùn)動(dòng)，或是沿磁力線來(lái)回跳。正常情況下，這些粒子很少沿磁力線穿透到大氣層中來(lái)，但如果發(fā)生了像是太陽(yáng)活動(dòng)爆發(fā)引起地球空間環(huán)境擾動(dòng)時(shí)，這些粒子就能夠獲得更多的能量，穿透到大氣層里邊來(lái)，與大氣中的原子、分子發(fā)生碰撞，產(chǎn)生極光。

“極光是始終存在的，只是在比較平靜的狀態(tài)時(shí)，沿著磁力線進(jìn)入大氣層的粒子量比較少，它激發(fā)出來(lái)的光就比較弱，人眼可能就很難以觀察，但是我們用衛(wèi)星上的儀器是能夠看到的；在爆發(fā)時(shí)，由于進(jìn)入大氣層的粒子多，能量多，它激發(fā)出來(lái)的極光就強(qiáng)，人類(lèi)在地面上就能看到非常動(dòng)態(tài)的極光舞動(dòng)?！焙物w這樣說(shuō)。

越美越危險(xiǎn) 太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)人類(lèi)影響巨大

有人認(rèn)為，只有在極圈里能夠看到極光，其實(shí)這個(gè)觀點(diǎn)并不正確。在太陽(yáng)活動(dòng)強(qiáng)時(shí)，很多低緯度的地區(qū)也能夠看到極光，特別是在太陽(yáng)風(fēng)暴吹來(lái)時(shí)，包含的物質(zhì)以及裹挾的磁場(chǎng)，會(huì)壓縮地球的偶極磁場(chǎng)。極光也會(huì)沿著磁軸向低緯度地區(qū)擴(kuò)展，太陽(yáng)風(fēng)暴越大，它擴(kuò)展的范圍就會(huì)越大。太陽(yáng)風(fēng)暴最嚴(yán)重的情況下，在美國(guó)佛羅里達(dá)州都能看到極光。歷史上有一個(gè)非常著名的卡林頓太陽(yáng)事件，那是有史以來(lái)有記錄的最強(qiáng)的一次太陽(yáng)活動(dòng)。

那么極光對(duì)于人類(lèi)的生活會(huì)有影響嗎？何飛表示，與其說(shuō)是極光的影響，不如說(shuō)是太陽(yáng)活動(dòng)的影響：“磁場(chǎng)產(chǎn)生擾動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生電，這些電會(huì)加載到電網(wǎng)上，使得電網(wǎng)過(guò)載。在1989年3月的劇烈太陽(yáng)事件中，加拿大和美國(guó)北部大部分區(qū)域斷電，就是大磁暴引起的大地電流把變壓器燒毀，這是對(duì)地面的一個(gè)最明顯的影響?！?/p>

除了對(duì)地面的影響，對(duì)于太空影響是更直接的，飛船、宇航員在太空會(huì)遭到更多的空間高能粒子的轟擊，對(duì)他們的生命健康以及航天器的安全都會(huì)產(chǎn)生危害。2022年有一條新聞，馬斯克發(fā)射了一堆星鏈衛(wèi)星，還沒(méi)完全入軌，就遭遇磁暴引起高層的大氣密度擾動(dòng)，使得星鏈的衛(wèi)星掉落數(shù)十顆。空間天氣災(zāi)害也是目前科學(xué)家們研究的一個(gè)重大課題，中國(guó)氣象局也有專門(mén)的空間天氣預(yù)報(bào)機(jī)構(gòu)去做預(yù)報(bào)和預(yù)測(cè)。

極光也分大小年 太陽(yáng)活動(dòng)波峰時(shí)期更易觀察

有一種說(shuō)法是極光也分大小年，極光活動(dòng)在“大年”時(shí)更容易被看到。這個(gè)說(shuō)法也得到了何飛研究員的肯定：“因?yàn)樘?yáng)活動(dòng)并不是恒定的，既有間歇性的、偶發(fā)性的爆發(fā)，也有長(zhǎng)周期的周期性活動(dòng)。”

這個(gè)長(zhǎng)周期最典型的就是太陽(yáng)每隔11年完成一次波峰波谷的循環(huán)：在太陽(yáng)峰年的時(shí)候，太陽(yáng)活動(dòng)會(huì)劇烈得多，它的爆發(fā)頻次也會(huì)高得多，人類(lèi)就會(huì)更頻繁地遭遇太陽(yáng)風(fēng)暴；在太陽(yáng)低年的時(shí)候，爆發(fā)就會(huì)弱一些，頻次也會(huì)小一些。太陽(yáng)活動(dòng)目前正處在從極小年到極大年的上升過(guò)程中，看到極光的機(jī)會(huì)也會(huì)更多一些。