12月1日晚，漠河、内蒙古等多地甚至北京的夜空中出现极光，天文爱好者们通过中国气象局的国家国家空间天气监测预警中心11月30日发布的预报，拍摄的极光照片刷屏网络，北京极光迅速成为热点。

北京极光 图片来源：浦石

听到“空间天气”，多数人会感到陌生，这里的空间范围可不是简单的外太空。空间天气其实是发生在太阳表面、行星际直到地球空间环境（磁层、电离层、热层和中高层大气）中，可影响天基和地基的技术系统的正常运行和可靠性，危及人类的活动、健康和生命的条件或状态。[1]其中最重要的空间天气是太阳活动。

极光是地球收到来自太阳的第三次“快递”。太阳风暴爆发时，会对地球发送三次“快递”。第一次“快递”是由耀斑发射的电磁波，与日光到达地球一样，以约 3x108m/s 的速度在太空中穿行，仅需八分半钟后送至地球。其中的X 射线和紫外线会影响地球的电离层，扰乱通讯系统和定位服务。第二次“快递”是高能质子相携而来，在几十分钟至十几小时后到达地球。引起电离层 D 区吸收，阻碍航空通信、卫星运行等。

第三次“快递”则是由太阳物质组成的云团，向宇宙四处抛射的日冕物 质，其中一部分会在约两三天后才会到达地球。大量日冕物质以高速在宇宙中穿行，配送快递。送达地球后，与地球磁场产生“摩擦”，形成地磁暴，在大气中则进行“包装”，便产生了极光。

SOHO 卫星携带的日冕仪拍摄的日冕物质抛射过程 图片来源：中国天气网

国家空间天气监测预警中心观测到 11 月 27 日的 5 时、21 时、22 时和 11 月 28 日 20 时左右的四次爆发日冕物质抛射，27 日三次日冕爆发强度虽弱但时间集中，最后一次爆发强度最大，并形成了近似球形的喷射面。日冕抛射的带电等离子通常两三天后 “袭击”地球，因此国家空间天气监测预警中心预测11 月 30 日将会发生一次小型地磁暴，预测 12 月 1 日会发生大型地磁暴，并可能会持续到次日。

同时发布我国黑龙江和新疆的部分地区有机会见到红色甚至是绿色的极光的预报。但显然北京部分地区出现的极光似乎是预报之外的情况。

北京地区此次极光是由于目前处在第二十五太阳活动周的末期，太阳活动强度即将到达顶峰导致。太阳活动越剧烈，所抛出的物质威力越巨大，能够冲破重重阻碍，到达纬度更低的地区，因此在高纬度地区才有机会见到的极光也会出现在北京地区，同样可以解释在极光罕见的我国本年来频繁出现极光的原因。

原有研究表明 2025年太阳活动到达顶峰，但就目前观测具体数据而言，太阳活动会提前至 2024年到达顶峰，将会是极光最佳观测年。

美国与我国纬度相当的地区极光会出现地更加频繁，这是由于地球磁场的磁极两端并不是与地球的自转轴完全吻合的。相对于自转轴而言，磁场在北半球会向西半球偏转。因此同处于北半球，中美在纬度相当的地区，美国可见极光的概率更大。

图片来源：空间天气

绚丽的极光背后实则危机重重，太阳的运动看似与我们相去甚远，实际 上，无时无刻不在影响着我们的生活，在历史上曾发生多例扰乱人类正常生活秩序的事件，即空间灾害。

1989 年 3 月处于太阳活动高峰期，爆发高强度的日冕抛射，地球强大地磁暴产生了巨大的感生电流，对全球各地的供电系统产生冲击。加拿大魁北克省情况最严重，电网全面瘫痪，600 万户居民身处黑暗，大多数地区 9 小时后恢复了供电，但部分地区甚至数日的夜晚仍在黑暗中度过。与此同时，美国和日本也面临供电系统变压器被烧毁的现象，瑞典则是出现电路跳闸的情况。

太阳运动会直接影响到太空中的高科技设备，尤其是对于人造卫星的运行造成破坏，曾发生多起损毁人造卫星的事件。

1990 年 11 月初，仅工作了两个月的风云卫星 B 便受到太阳爆发的高能粒子流的影响,导致控制其姿态的计算机程序出现混乱的状态，卫星发生翻转，经修整后卫星继续正常运行。次年 2 月 14 日卫星姿态再次受太阳活动影响发生翻转，但由于未能及时发现与补救，风云卫星 B 彻底无法运行。

2000 年 7 月 14 日发生了“巴士底日事件”，致使多颗人造卫星出现图像分辨率降低、数据丢失和空间站轨道下降等情况。日本的 ASCA 卫星甚至坠入地球大气层烧毁。

同时太阳的活动与人体健康也密不可分，研究证明，部分传染病、皮肤病和心脑血管疾病等的发病率都与太阳活动的强度有关，太阳活动越剧烈，发病率越高。

为了减轻太阳活动的带来的破坏，我国科学家们持续努力研究和预测空间天气事件。这包括使用卫星和其他观测设备来监测太阳活动和空间天气条件， 以及开发预测模型和算法来预测空间天气事件，尤其是对于航空航天事业的发展助益颇多，其中代表就是国家空间天气监测预警中心。

国家空间天气监测预警中心为航行中的飞机与地面保持联络提供保障；为飞机航行提供极大便利；为空乘人员和乘客们降低生命安全威胁；为航天器的成功发射及其有序运行保驾护航。

风云三号 E 星太阳极紫外波段监测图 图片来源：空间天气

参考文献：

[1]中国科学技术协会.地球物理学学科发展报告[M].北京：中国科学技术出版社,2009：31.

作者：李蓓蓓 科技史与气象文明研究院 副教授

来源: 蝌蚪五线谱