掀翻卫星,烧毁电网,地磁暴是怎么一回事
中国气象局消息,从3月24日至26日,地球将出现强烈的地磁扰动现象,也就是我们常听到的地磁暴现象。
那么地磁暴是怎么产生的呢?我们知道地球本身是存在一个全球范围的磁场的,地磁场的存在可以保护地表不受来自太阳或者宇宙的高能粒子的轰击。同样,地球磁场在拦截这些高能粒子时也会引起自身的扰动。太阳作为距离地球最近的恒星,其活动会对地球空间环境产生巨大的影响,太阳的一次日冕物质抛射,足以将上亿吨的等离子体物质以上百公里每秒的速度抛向宇宙空间,这些含有巨大能量的物质一旦冲入地球磁层,会使地球磁层产生压缩变形等剧烈扰动,这就是地磁暴现象。
地磁暴和极光的关系地磁暴发生时,带电粒子沿磁力线偏转,进而轰击高层大气产生绚烂多彩的极光现象,比如本次特大地磁暴导致我国内蒙古根河市上空,整整上演了四分钟的极光秀。地磁暴虽然不会直接对人体健康造成影响,但是在人类高度依赖电网和无线电工作生活的今天,地磁暴所造成的危害对人类社会是非常巨大的。当地磁暴发生时,地磁场的扰动会导致人造卫星磁力矩干扰,进而使卫星姿态发生变化,出现通信中断等问题。
地磁暴的危害强地磁暴期间剧烈的太阳风甚至会将地磁层顶部压缩到地球同步轨道之内,位于轨道上的航天器将直接受到太阳风的冲击。除此之外地磁暴发生期间还会出现高能粒子沉降和焦耳加热现象,从而引起高层大气温度升高,密度增加。在年2月4日发生的地磁暴期间,由于高层大气密度的增加,马斯克太空探索公司的49颗星链卫星因为大气阻力激增受到影响,最终导致40颗卫星损毁。
地磁暴产生期间地磁的变化扰动会导致土壤电阻率高的地区产生感应电动势,由于电网变压器中性点接地的原因,又会使远距离输电线路与大地构成的回路中产生地磁感应电流,进而导致电网跳闸等误动作,严重时甚至烧毁变压器造成大面积停电。
地磁暴预警正因为地磁暴对当今人类社会的影响非常严重,因此地磁暴的预警就显得尤为重要。得益于科学技术的进步和空间技术的发展,地磁暴已经可以做到警报、短期预报和中期预报的不同时间提前量预报。比如我们可以发射卫星抵达日地拉格朗日点,对抛向地球的太阳风物质进行持续观测,从而获得数小时的地磁暴预警,或者通过射电望远镜等直接对日冕物质抛射活动进行立体观测,要知道电磁波从太阳表面抵达地球需要8分钟,而太阳风则需要两三天的时间,这会为人类带来2天左右的地磁暴预警时间。
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