11月5日晚间到6日凌晨,绚丽的极光准时现身我国北部地区。其中,在黑龙江漠河地区还发生了红、绿极光同时出现在夜空的景象。
两大要素叠加“诞生”极光纪录
在国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)11月5日早上发布空间天气预报时,预报员已经对当晚可能发生的地磁暴有了掌握,因此这次极光的出现其实早在“预料之中”。
制造此次地磁暴并产生极光的要素有两个。第一是太阳发生的日冕物质抛射。数亿吨甚至更多的太阳等离子体被强大的太阳磁能所驱动,以每秒数百千米的速度飞离太阳,向着近半个太阳系浩荡袭来。地球所处的位置距离太阳约1.5亿千米,太阳物质从飞离太阳,直到到达地球大约需要2—3天,在这一过程中,它们会沿着一条被称为阿基米德螺旋线的曲线向外飞行,与地球的磁场接触后,地球磁力线发生变化形成地磁暴。
但这还没有结束,太阳粒子被地磁场导入地球的极区上空,并在这一过程中与地球高层大气发生碰撞。来自太阳的物质携带着太阳的磁场与能量,撞击的过程伴随着能量的交换,大气中的氮、氧原子或是分子,其核外电子在能量交换的过程中发生了能级的跃迁。但这种跃迁之后的能级态是极不稳定的,所以,刚刚爬升到高层轨道的核外电子很快又回落到原来的位置,之前所吸收的能量被以光的形式释放出来,从而形成我们看到的极光。
另外一个要素则是冕洞高速太阳风。冕洞是太阳大气层上密度与温度都较低的区域,这为太阳风的“吹”出制造了便利,大量的太阳高能粒子从这里源源不断地向外飞出。所以,每当太阳表面深色区域的冕洞面向地球时,也会发生类似前面我们所讲到的情况。
不过,这一次有些特殊,日冕物质抛射叠加了冕洞高速太阳风,就像是拳击手的先手刺拳刚刚打完,紧接着后手重击就命中了。如此一来,就会制造出比较强的地磁暴过程,形成红、绿极光同时出现在夜空的景象。
今冬我国北方还将会再遇极光
有的朋友可能会问,近期在我国还有机会看到极光吗?
当下,正处在太阳第25活动周的上升期,截至11月6日,今年过往的每一天里太阳表面都存在着黑子,少则一两个,多则十多个,对比2019年,281天零黑子的情况反差巨大。黑子活动区就是太阳爆发的源头,这里是太阳表面磁场最强、能量最密集的地方,典型的事件如耀斑、日冕物质抛射,往往都来自太阳黑子。
根据目前太阳黑子数变化情况来判断,2024年仍然是太阳活动的高年。这就意味着至少在这个冬天里,我国北方看到极光的可能性还很大。通过国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)提供的空间天气预报服务,你能提前1至数天预判极光的出现,计划一次说走就走的极光旅行!
[作者韩大洋系国家卫星气象中心(国家空间天气监测预警中心)工程师]
来源: 科普时报