近日，全球多地出现极光现象，美丽的极光引起人们广泛关注。极光现象与地磁暴活动密切相关。地磁暴以及近期频繁出现的太阳耀斑为什么会发生？对普通人的生活有影响吗？记者采访了相关天文专家，对此进行解读。

地磁暴“袭击”地球，粉红色极光刷屏

5月11日，据国家空间天气监测预警中心消息，受到太阳耀斑爆发和日冕物质抛射事件的影响，5月10日晚至11日凌晨，地球磁场爆发了特大地磁暴。在地球磁场和大气的共同作用下，一场极光盛宴如期而至，我国黑龙江漠河和新疆部分地区出现了绚丽的极光，吸引网友们前往观赏。5月12日凌晨，《科技周刊》记者赶赴位于新疆乌鲁木齐市以北80公里的五家渠老龙河地区，用无反相机成功记录下粉红色的极光。

“地磁暴，顾名思义，是指地球磁场短时间内发生的剧烈改变。”江苏省天文学会首席科技传播专家、南京大学天文与空间科学学院陈鹏飞教授解释，地球磁场由地核产生，磁力线穿过地球大气，保护着地球上的生命免受宇宙射线和太阳风暴的侵扰。当太阳风（带电粒子流）爆发撞向地球时，地球磁场发生剧烈改变，就会引发地磁暴。地磁暴的严重程度取决于地磁力线的变化程度，变化越剧烈，地磁暴就越强烈。

地磁暴是如何产生的呢？陈鹏飞告诉记者，地磁暴可以归结为太阳活动的影响。太阳是一个巨大的等离子体，日冕时不时会出现爆发现象，释放出巨大的能量。当太阳活动剧烈时，一次日冕物质抛射过程，能将数以亿吨计的太阳物质以数百千米每秒的高速抛离太阳表面。这些太阳物质不光带有巨大质量与速度汇聚的动能，它们还携带着强大的磁能，一旦命中地球，就会引发地磁场方向与大小的变化。

中国科学技术大学天文与空间科学学院滕伟霖在中国科学院紫金山天文台攻读博士研究生，他告诉记者，本次地磁暴Kp指数为9，达到了最高等级。“上一次发生如此规模的地磁暴，是2003年10月的‘万圣节事件’。”滕伟霖说，当时正处于第23太阳活动周极大期，一系列爆发事件给地球的空间环境带来了灾害性的影响，瑞典5万人的电力供应中断、珠峰探险队通信中断、全球卫星通信受到干扰。

根据太阳监测数据，目前可见日面上有一处面积非常大、磁场结构复杂的活动区，该活动区被命名为13664，近期极为活跃，而且前几日位于靠近可见日面中心位置，爆发活动对地球影响非常大。据美国国家海洋和大气管理局称，活跃区与太阳黑子群AR3664密切相关，其宽度约为地球直径的16倍。滕伟霖表示，这次的超大地磁暴事件就是由源自活动区13664的多个日冕物质抛射袭击地球所致。

地磁暴发生时为什么会产生极光？“这其实是地球大气中一种绚丽多彩的发光现象。”滕伟霖解释说，太阳光到达地球只需要大约8分钟，而由于日冕物质抛射由等离子体和磁场组成，它们可能需要数天时间才能抵达地球。但是一旦抵达，它们就可能引发极光。具体过程为：当日冕物质抛射的磁场与地球磁场碰撞时，它会与地球磁场重新连接，紧接着驱动地球背对太阳一侧的磁场“尾巴”也发生磁场重新连接。这些过程会加速大量高能粒子，粒子沿着地球的磁力线进入我们的大气层，激发大气中原子、分子，在极地附近形成一个“环”状的极光区。其中，绿色与红色的极光来自氧原子，紫色与蓝色极光则往往来自氮原子。这些色彩交织在一起，在夜空中上演宇宙级灯光秀。

细心的网友会注意到，本次产生的极光为粉红色，而不是大家所熟知的绿色。事实上，极光并非只有一种颜色，根据不完全的统计，能分辨清楚的极光色调已达160余种，大部分极光集中在地球上方的90千米—400千米。《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；200千米—300千米以深红色为主；100千米—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。

本次观测到的极光为什么多是粉红色？滕伟霖告诉记者，这与观测者所在的磁纬度有关。在中纬度地区，我们能观测到的极光一般发生在距地面250千米—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。我国所处的地理位置，让我们更容易看到粉红色的极光。

太阳抛射日冕物质，是因为进入了活跃周期

极光的起源，是太阳抛射日冕物质。事实上，我们正在经历一个新的、大约11年的太阳活动周期。美国国家海洋和大气管理局与美国国家航空航天局的科学家表示，现在正处于第25个太阳活动周期，太阳活动正在慢慢加剧，预计2025年7月达到峰值，然后回落，到2030年左右结束。而我们现在所处的2024年，正接近太阳活动的峰值。

2002年，中国气象局成立了国家空间天气监测预警中心，经过20多年建设，目前该预警中心能系统并准确地预报预警地磁暴等重要空间天气过程。国家空间天气监测预警中心专家介绍，地磁暴预警级别由低到高有蓝色、黄色、橙色、红色4个级别。太阳耀斑作为太阳表面的强烈能量喷发，分为A、B、C、M、X5个级别，其中A为能量最小级别，X为能量最大级别。

地磁暴近期频繁出现是否正常？中国气象局国家空间天气监测预警中心空间天气技术研发室高级工程师韩大洋解释，地磁暴在近期频繁出现是正常的。统计显示，5月以来地磁暴已经出现3次，分别是5月3日、5月6日，以及目前还在持续的从5月10日23时开始的地磁暴过程。太阳耀斑更多一些，进入5月以来的短短10多天内，就发生了X级耀斑10多个、M级的耀斑60余个。“从目前太阳活动的趋势来判断，近期再次出现地磁暴的可能性是比较高的。”韩大洋说。

极光虽然很美，但会伴随一些灾害性的效应。陈鹏飞说：“极光与太阳爆发密切相关，往往会对地球的通信、导航以及人造卫星的运行产生负面影响。”5月11日，国家空间天气监测预警中心就发布地磁暴红色预警，级别为X。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。比如去年12月1日，太阳上连续三次爆发的日冕物质抛射撞击地球，产生的地磁暴过程造成风云三号G星的轨道单日降低约300米，达到日常情况下轨道衰减数值的近四倍。

陈鹏飞表示，随着地磁暴活动逐渐加强，地球高层大气被不断加热，进而膨胀并扩散至更高的空间中，这给航天器在轨飞行制造了额外的阻力，产生类似拖拽的减速作用，降低航天器轨道高度。而高度的降低对应着更加稠密的大气环境，会进一步带来更大的飞行阻力，这样就形成了“飞行速度减慢—高度降低—阻力更大—进一步减速—高度更快降低”的循环，给航天器安全造成一定威胁。

江苏省天文学会科技传播专家、南京大学天文与空间科学学院副院长程鑫教授表示，面对地磁暴的影响，准确预测太阳活动至关重要，但当前只能做到提前几天预报。这给了我们一定的预警时间，运营商可以采取措施保护基础设施免受太阳风暴的严重影响，例如，可以战略性地关闭电网、重新调整飞机航线或卫星轨道等。

极光爱好者如何圆梦？去国内最北地区

对于极光爱好者来说，地磁暴发生的时候是令人极为兴奋的，因为有观测到极光的可能。此次，在我国黑龙江漠河、内蒙古锡林浩特、新疆阿勒泰地区等地，以及英国、挪威、加拿大、美国、日本、新西兰等中高纬度国家，不少网友们都目睹了绚丽的极光。

“在国内圆梦了！”星空摄影师张敬宜在新疆阿勒泰赶上了20年来最强极光活动。作为一名星空摄影师，她在全球各地记录到了五彩斑斓的极光，但在国内是首次拍到。她在社交媒体里提到，当时她面对的北方整个天空都是红色的，肉眼清晰可见地看到各种极光柱在不断变化。“现场真的是太梦幻了！”

因为纬度的原因，很多国内网友遗憾不能打卡，后期还能上哪儿“追光”？滕伟霖表示，极光观测的最佳时间是冬季的10月至次年4月的无月夜，此时昼短夜长，天空更暗，更有利于观测。极光观测的地点要选择北面远离都市、光污染较少的地方。漠河是我国位置最北、纬度最高的城市，也是国内观测北极光的最佳地点之一。

极光是一种变幻莫测的自然现象，一般只有大地磁暴发生引起极光爆发时，我国才有观测极光的机会，而要判断几天内发生大地磁暴的可能性，可以参考国家空间天气监测预警中心或美国空间天气预报中心的预警信息。观测时要做好心理准备，同时还要做好保暖工作，因为郊外的夜晚可能天气寒冷。

文/张宣

编辑/倪家宁