250多年前的地方志，藏着一场超级地磁暴

来源：滚动播报

（来源：中工网）

“戌初，蚩尤旗见，有赤气出城北隅，俄而中分碧白光百道，闪烁交互约一更时，渐变为火色，经天照耀，达曙乃收。”250多年前的一个秋夜，湖南洞庭湖畔的人们抬头望见了一幅难以解释的景象：北方天空先是泛起赤红，随后分裂出上百道碧白色光芒，在夜空中交错闪烁，渐渐又化作火色，直到黎明才慢慢消失。这一幕被记录在中国地方志《洞庭湖志》中。

近日，由哈尔滨工业大学（深圳）空天科技学院袁丁教授、王博弋副教授等组成的科研团队，通过系统挖掘中国古代地方志中的极光记录，对发生于清乾隆三十五年，即1770年9月的一场超级地磁暴进行了定量重建。科学界公认历史上有记录的最强地磁暴是发生于1859年的卡林顿事件。袁丁教授团队研究发现，这场1770年地磁暴事件的地磁指标超过卡林顿事件约30%，并将其命名为“乾隆卅五地磁暴”。经估算，“乾隆卅五地磁暴”约1.4万年一遇，而卡林顿事件约为1400年一遇。相关成果发表于《Frontiers in Astronomy and Space Sciences》。

极光通常属于高纬度地区，在正常情况下，想在湖南看到极光几乎不可想象。但《洞庭湖志》不仅记录了红色天空，还写下“碧白光百道”“闪烁交互”“经天照耀”等细节。

研究团队认为，这些描述并非普通红色天光，而与具有清晰条带和光束结构的真实极光高度吻合，尤其是其中的绿色光，对应氧原子557.7纳米绿线辐射，这是识别活动极光的重要物理证据。

团队结合1770年的历史地磁场模型，对《洞庭湖志》记载地点重新计算磁纬度，并根据极光的观测高度和视角反推出：此次事件中，北半球极光椭圆的赤道向边界至少推进到了磁纬20.40°N。作为对比，1859年卡林顿事件经相同方法重建后的极光边界约为28.30°N，1770年的极光带比卡林顿事件扩张得更靠近赤道。

与此同时，库克船长远征队也在南半球低纬地区留下了同期极光观测记录。南北半球几乎同时出现异常低纬极光，进一步表明，当时整个地球磁层都经历了一场极端压缩和扰动。

根据极光边界与Dst地磁指数之间的经验关系，研究得到“乾隆三十五年事件”的最佳估计值约为−1319 nT；用完全相同的方法计算卡林顿事件，则约为−1025 nT。从中心估计看，1770年事件的强度大约高出30%。

极值统计模型给出的中心估计表明，这一级别事件的重现周期约为1.4万年，而卡林顿级事件约为1400年。研究人员因此提出，1770年的“乾隆三十五年事件”，可能为理解太阳—地球系统能够产生多强的极端扰动，提供一个新的历史标杆。

现代连续地磁观测历史不足200年。论文指出，现代仪器记录时间过短，正是限制人类理解极端地磁事件上限的重要原因，而历史文献能够把观测基线向前延伸数百年乃至数千年。

此次研究除了《洞庭湖志》，还系统调查了《清史稿》《二十四史》《清实录》等历史文献，并结合《中国古代天象记录总集》《中国古代极光年表》等现代整理成果，对1770年的记录进行交叉核验。仅1770年9月11日至19日，研究人员就在中国境内整理出23条极光记录，其中尤其关注海南、广东、广西、云南等低纬地区。

这些文字，在古人笔下可能是“赤气”“白气”“火光”“蚩尤旗”。进入现代科学体系后，却可以进一步被转化为时间、地点、颜色、方向、观测高度和磁纬度，最终成为重建太阳活动和地球空间环境的定量证据。

此前，依托学校“大一立项”项目，袁丁教授团队指导本科生将生成式人工智能与极光物理规律相结合，对《洞庭湖志》的文字记载进行科学可视化复原。在引入极光高度、光谱特征和演化过程等物理约束后，团队成功再现了“绿光射线初现—漫天红光铺展”的动态过程。相关成果以《Time Tunnel to the Past: Generative AI as an Approach for Visualizing Ancient Chinese Auroral Records》为题发表于《Advances in Space Research》。

此次研究则进一步把这些古籍文字转化为磁纬度、极光边界和Dst指数等可量化的科学信息，实现了从古籍考证、影像复原到定量重建的进一步推进，也展现出中国古代天象文献在现代空间科学研究中的独特价值。

今天的人类社会，比1770年更加依赖太空。卫星导航、通信、遥感、航空、电网、金融授时乃至智能交通，都建立在高度复杂的现代技术基础设施之上。一次极端太阳风暴不再只是天空中壮丽的极光，而可能演变为一场跨越太空与地面的系统性风险。

研究团队认为，目前最迫切的任务之一，是进一步建立系统化、可量化的历史极端空间天气事件目录，把散落在古代文献中的观测记录转化为能够进入现代风险模型的数据，从而更准确地回答一个重要问题：太阳究竟能够给地球带来多大的冲击？（工人日报客户端记者 刘友婷）