2022年,我们在英国各地看到了一些壮观的极光现象,即天空中出现的自然光景,其出现地点比往年通常所见的更多。
今年冬天,英格兰北部也有人观测到北极光,这是太阳活动增强的明显迹象。
地球与太阳已进入新太阳周期的上升阶段,这可能引发这一现象。
第25太阳活动周期来势凶猛。太阳有其活动周期,随着活动增强,北极光(以及南极光)的目击次数也会增多。今年冬天正在发生的正是这种情况。
除了发出阳光,太阳还拥有一层不断扩展的大气层,由带电粒子和磁场构成。这股高速太阳风吹过地球,但地球自身也有磁场(可想象为一块大型条形磁铁,其磁极大致与地理南北极对齐),能够使太阳风发生偏折。这一磁屏障在“条形磁铁”的两极最为薄弱,因此我们往往在高纬度地区看到极光现象。空间天气风暴越强,带电粒子就越能深入穿透地球磁场,因此在强烈事件期间,北极光可在较低纬度地区看到。
2022年,我们在英国各地看到了一些壮观的极光现象,即天空中出现的自然光景,其出现地点比往年通常所见的更多。英国气象局正在追踪一次日冕物质抛射(即高能带电粒子和磁场的突然释放),该抛射于1月29日离开太阳,并于2月1日夜间抵达地球,因此2月初我们或许能在苏格兰北部看到一些漂亮的极光现象。
今年冬天,英格兰北部也有人观测到北极光,这是太阳活动增强的明显迹象。
为何此时会发生这种情况?
太阳表面会爆发太阳耀斑,这些耀斑会向外扩散,形成日冕物质抛射,其带电粒子和磁场中都携带能量。若日冕物质抛射与地球相撞,便会与地球磁场相互作用,引发地磁暴。
地球拥有近似偶极子的磁场,其磁尾被太阳风向外拉伸,磁极靠近地理南北极。正是在这些高纬度地区,带电粒子更容易抵达地球大气层。
带电粒子撞击高层大气(电离层),使其发光,形成绚丽景象,即极光或北极光。这些并不仅仅是美丽的景象,这些极端的空间天气事件可能影响多种系统,包括电力供应、航空、卫星和无线电通信。
空间天气
这些事件可能在任何输电网中引发不必要的电流,造成损坏,在极端情况下还会导致停电。电离层也会受到扰动,影响通信;而在更远的太空中,带电粒子环境会变得更加活跃,并可能损坏卫星。
太阳有其活动周期:在活跃期,太阳耀斑和日冕物质抛射频繁发生;而在平静期,它们则很少出现。太阳周期平均约为11年,但其时长和活动强度实际上都会发生变化。可以通过统计太阳黑子来追踪太阳活动水平,太阳黑子是太阳表面的暗斑,与太阳耀斑出现的可能性相关。过去几年一直处于低活动期,太阳活动极小期(即太阳黑子数量的最低点)于2019年底被观测到。
目前,我们正处于新太阳活动周期的上升阶段,因为每天观测到的太阳黑子数量正在稳步增加。我们也观察到太阳耀斑活动正在增加。太阳耀斑依据其X射线辐射强度分为三类:X级耀斑规模最大,属于重大事件,可能引发大陆尺度的无线电中断和全城范围的停电。M级耀斑属于中等规模,可能造成影响地球极地地区的短暂无线电中断。C级耀斑规模较小,对地球的可察觉影响很少。
10月9日,一次M级太阳耀斑爆发,释放出日冕物质抛射,该抛射于10月12日抵达地球,引发了中等强度的地磁暴。在11月3日和4日,我们观测到自2017年9月以来袭击地球的最强烈地磁暴。
由于每个太阳活动周期在时长和活动强度上都各不相同,因此很难预测新太阳周期下一阶段的活跃程度。最近,研究人员将这一不规则周期按时间映射到了一个均匀的太阳活动周期时钟上,如上图所示。
我们可以借助这一太阳时钟回溯,看出我们正处于太阳周期的哪个位置(或何时),因此这张图表不仅有助于游客规划前往北欧观赏北极光的行程,还可帮助电网运营商在空间天气平静期安排关键维护工作。



