专家：未来数十年，中国中纬度地区将更容易看到极光

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新京报 记者 张璐

11月12日-13日，内蒙古、北京、新疆等地出现绚丽的极光，引发公众关注。极光往往伴随地磁暴同时出现。

中国气象局国家空间天气监测预警中心表示，11月12日8时开始，到11月13日11时，地球持续处在磁暴状态中，其中6小时特大地磁暴，9小时大地磁暴。此前，该中心表示，预计13日-15日，我国仍有出现极光的可能，身处北纬40度线以北的居民，不妨在晚上面向北方天空，使用相机或手机进行拍摄。如果所在区域海拔较高，地处北纬35度左右的居民也可一试。

地磁暴是如何带来极光的？为何极光有的是绿色，有的是粉红色？对此，新京报记者采访了中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室研究员苗娟、副研究员李志涛。据介绍，随着地磁纬度的变化，未来数十年，中国地区将更容易看到极光，在北京这种北纬40度城市看到极光的情况将更加常见。

10月12日晚，北京天文馆团队在内蒙古呼伦贝尔拍到的极光盛景。北京天文馆供图

预计从明年开始，太阳活动会减弱

新京报：预计此次太阳活跃期会持续多久？活跃期何时会减弱？

苗娟：太阳活动遵循11年的周期，太阳活动从最低点上升到最高点，再下降到最低点，就是一个活动周期。其中有3年左右的活跃期，峰年就是太阳活动最大的那一年，高年是一段时间。

从2023年年底开始，太阳表面的太阳黑子就比较多了。去年，太阳活动频繁爆发，5月和10月都发生了很强的太阳爆发活动。对于太阳第25个活跃周期来说，去年是峰年，今年太阳活动稍微减弱，但仍然属于高年阶段，所以还会有大的爆发活动。但预计从明年开始，太阳活动就会慢慢减弱，到2030年左右，就会进入太阳活动最低点的阶段。

近期发生特大地磁暴，非常罕见

新京报：太阳活跃期会发生什么？太阳活动是如何引发地磁暴的？此次地磁暴强度如何？

苗娟：太阳活跃期会发生太阳爆发活动，以不同的形式体现，一种是太阳辐射增强，即耀斑；另一种形式是对外喷射一些大团物质，即日冕物质抛射，这种物质携带着磁场并裹卷着粒子，1-4天就会到达地球，它的磁场和地球磁场相互作用，引起地球磁场的变化。地磁暴就是地球磁场异常变化的一种表征。

11月12日8点，地球磁场开始产生强烈的扰动，发生特大地磁暴，达到了红色空间环境灾害性事件预警中的地磁暴红色警报级别。灾害性事件是指一旦发生，会对我们人类活动和技术系统产生影响的剧烈空间环境扰动。而特大地磁暴的发生，会对轨道和电离层造成影响，从而对航天器和通信导航造成影响。地磁暴分成小地磁暴、中等地磁暴、大地磁暴和特大地磁暴，此次发生的就是最高等级的特大地磁暴。

李志涛：地磁扰动有很多指数，kp指数我们用得比较多，其范围在0-9之间。Kp=5，就是发生小磁暴了，接下来6、7、8、9，能量呈指数增加。Kp=6的能量相当于Kp=5的10倍，所以此次Kp=9的特大地磁暴能量是很强的。2024年5月和10月分别发生了一次，这样的事件是很罕见的。未来几年，随着太阳活动的逐渐下降，特大地磁暴的发生概率会逐渐降低。

地磁暴会影响通信和导航

新京报：此次地磁暴事件的源头来自太阳活动区AR4274，这一活动区有何特点？

苗娟：这一活动区在11月9、10、11日分别爆发了X1.7级、X1.2级、X5.1级耀斑，都伴随有强烈的日冕物质抛射。9日、10日的X1.7级和X1.2级耀斑伴随的日冕物质抛射几乎同时达到地球附近，于12日联合冲击地球磁场，引发了特大地磁暴。耀斑分别A、B、C、M、X五个等级，X是最高级的。

这个活动区已在日面上存在了较长时间，最早的10月10日，活动区开始在太阳表面浮现，当时编号为AR4246，也有小的爆发。随着太阳自转，10月18日转到了太阳背面，在11月3日前后，当该活动区再次转入日面（新编号AR4274），面积更大，磁场结构更加复杂，这种复杂的磁场就如同压缩和扭曲的弹簧一样，越复杂，储存的能量越多，爆发的话释放的物质也多。目前，活动区AR4274已位于日面西侧，面积为1100个太阳面积单位，能量已基本释放。

李志涛：太阳活动区AR4274的磁场倾角异于常规活动区，结构很不稳定，储存能量很强，容易爆发。在太阳自转的27天中，它的面积不断增大，在太阳背面也在不断爆发，喷射物质可能会到达金星等其他行星，但对地球没有影响。当它转入太阳正面时，爆发时喷射的物质就会到达地球，其爆发对地球就有影响了。

新京报：灾害性空间天气会带来哪些危害？

苗娟：地磁暴过程会影响热层大气密度，导致低轨卫星拖曳增加，轨道会下降得更快。另外，磁暴期间会导致电离层暴，会影响卫星的通信和导航。因为电子密度增加以后，会影响通信质量，导致卫星导航精度下降。电离层暴是一个区域性的，所以各个区域受到的影响不同。

红色极光比绿色罕见

新京报：极光是如何产生的？

李志涛：极光主要发生在距地球100多公里到数百公里的高度，发生原因与地磁暴相关。从太阳日面喷发物质主要是等离子体云，冲进地球磁场。地球磁层在南北两极地区上空有个漏斗区，这些等离子体云与地球南北极区上空的大气发生接触，带电粒子对大气中的氧原子、氮原子等进行冲击，激发这些原子能级跃迁，就会产生不同颜色的光。

主要颜色常见的是绿色，还有红色、蓝色、粉色、紫色等，甚至混合色。

新京报：为何感觉在我国观测到的极光以粉红色为主，欧洲的极光大多是绿色？

李志涛：刚才提到地磁暴分等级，小磁暴发生时，等离子体云的能量比较低，这些物质到不了低纬度地区，但阿拉斯加、挪威、冰岛等地纬度比较高，这些物质就会到达上述地区。这些物质的能量比较低，冲击原子的劲儿不足，所以发的光主要是绿色。一般出现在100-200公里的高空。而小磁暴发生的次数比较多，所以大家会看到绿色的极光。最近这两年是太阳活动的高年，地磁暴的等级比较强，特大磁暴发生时，物质的能量强、速度比较快，冲击氧原子、氮原子时能力跃迁更猛，所以发出的光是红色的。高度一般在200公里以上，可达400公里高空，更容易被看到。

这些红色极光不仅在我国，在其他国家的中高纬度地区也能看到，红色极光比绿色极光少见。

地磁纬度变化，中国中纬度城市

看到极光将更常见

新京报：极光大多在高纬度地区才能看到，特别是高磁纬地区。为何近年来我国观测到极光的范围更广？

李志涛：地理纬度不会变，但是地磁纬度会慢慢变化。地磁纬度的南极前些年在加拿大北部，但近些年，地磁纬度的南极逐渐向西伯利亚地区移动，会导致中国地区的地磁纬度越来越高，这样更容易看到极光。

未来三四十年，我国比美国还容易看到极光。即便不发生大的地磁暴，在我国北纬40度-50度的中纬度地区也有可能看到极光，对于爱好者来说，能观测到极光的几率会增加。

北京在北纬39度-42度之间，中心位于北纬40度左右。此次摄影爱好者在怀柔拍到了极光，但中心城区由于城市灯光较多，还无法观测到极光。下一个太阳活跃期预计在2036年-2037年，届时，不仅在漠河，中国更多城市将更容易看到极光，在北纬40度城市看到极光的情况会更加常见。

新京报：子午工程二期已通过国家验收，在此次监测和预报活动中，它发挥了什么作用？

李志涛：子午工程的地磁台站比较多，从最北的漠河到最南的三亚。这些台站都监测到了此次特强地磁暴，精密度和时效性都比较强。另外，电离层台站也监测到了电离层暴，取得了很好的效果。

来源：新京报

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