坐地观天，监测20年来最强太阳风暴！丨科技前线

编者按：

5月地磁暴频频爆发、屡破纪录！极光屡次登上热搜。前文《》中，讲述了太阳爆发的能量来源和去向，介绍了“天地一体化”联合观测中的“天”。在今天我们邀请中国科学院国家空间科学中心，带领大家了解太阳为何频频爆发，以及如何在地面监测太阳的活动。

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爆发第25周最大级别耀斑

前文提到的AR3664是太阳表面一个巨大的太阳黑子群，东西跨度近似15个地球排成排。曾有科学家拿它和历史排名No.1的超级卡林顿太阳风暴中的太阳黑子进行对比，丝毫也不逊色，这足以载入史册了。

▲图1. AR3664与卡林顿黑子及地球的对比（参考spaceweather.com）

▲图2. AR3664在日面上的演化过程

从5月8日起至今，黑子活动区AR3664自出现在日面，一刻也没闲着，接连不断爆发了10余个大耀斑，5月14日，其实AR3664已经“离开”可见日面，还爆发出2017年9月以来最大X8.7级大耀斑，刷新第25周以来耀斑强度纪录。

▲图3. 2024年5月8-14日AR3664爆发的X级大耀斑

▲图4. 已转出可视日面的AR3664爆发X8.7耀斑

值得注意的是，磁暴与X8.7级耀斑无关，但都是AR3664的杰作。

5月10日开始，活动区AR3664爆发的多个全晕日冕物质抛射（CME）陆续到达地球，引发强烈地磁扰动，发生特大地磁暴事件。

共有18个小时达到超强地磁暴水平（Kp=9），这是近20年看到的最强磁暴等级，达到红色警报级别，这红彤彤的画面着实让预报员震惊（图6）。

▲图5. 8-11日爆发多次爆发日面物质抛射（CME）

▲图6. 5月10-14日子午工程自主地磁台站监测数据反演的地磁K指数

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追踪太阳风暴“利器”

中国科学院空间环境预报中心针对此次20年一遇的超强地磁暴，进行了预警观测，相关设施和中国科学院自主预报模型有力支撑了预警和对国家重大任务的服务保障工作。

这些是我们追踪太阳风暴的“利器”。

天地基设备联合“紧盯”太阳风暴

我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”担当“天眼”，地基——东半球空间环境地基综合监测子午链作为迄今为止我国在空间天气领域唯一的国家重大科技基础设施， 在地面打配合，组成空间环境“天—地”综合监测网，紧盯太阳一举一动，监视地球电离层、地磁以及地面宇宙线的变化，为空间天气准确预报提供基础数据。

▲图7. 黑子活动区AR3664的耀斑爆发观测图（左图，“夸父一号”（ ASO-S）中国科学院紫金山天文台团队提供；右图，中国科学院国家天文台怀柔太阳观测基地提供）

日-地全链条准确预测空间环境

在中国科学院重点部署科研专项项目的支持下，空间环境预报中心已经构建了我国首个日地全链条空间天气数值预报技术平台，实现了从太阳爆发—行星际传播—到近地影响等关键空间环境要素的数值预报，为近期频繁发生的太阳风暴的准确预报提供了坚实基础。

▲图8. 5月8日和9日 2个CME在黄道面上2AU范围内的传播过程模拟

预测预警，有效应

作为国际空间环境服务组织中国区域警报中心的运行机构，中国科学院空间环境预报中心从此次事件伊始，就联合天地基监测数据监视事件发展，第一时间向空间站等用户发送预警信息产品。

针对此次特大地磁暴事件，预报中心5月8日起开始发布强地磁暴预警，10日晚再次向载人空间站、空间科学先导专项等用户以及公众发布预警信息。

预报中心利用中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室和上海微小卫星创新研究院联合研制的“轨道大气密度探测试验卫星（简称球星）”的数据对磁暴的影响进行了分析，磁暴前的日衰减率110米/天，磁暴期间，日衰减最高达542米/天，增幅约为4倍，磁暴对卫星产生了显著的阻力衰减效应。

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地磁暴的“礼物”

如此强度的地磁暴，带来了美丽的极光，引发了一轮又一轮的公众关注。

如今，虽然AR3664活动区走了，但当前太阳活动仍处于第25活动周的峰年，多个新活动区已涌现出来，尚处于日面东边缘、还未被赋予“身份号”的新活动区已顺利接棒，刚一露头，就爆发了一个X2.9级大耀斑。

未来一段时期，太阳爆发活动会特别频繁，关于太阳的研究和监测还将持续，欢迎持续关注中国科学院的研究成果。

▲图10. 15日SDO观测的日面东边缘X2.9级大耀斑爆发

参考文章：

http://www.sepc.ac.cn

作者：苗娟 罗冰显 钟秋珍 等

来源：中国科学院国家空间科学中心

责任编辑：宋同舟