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佰佰安全网 > 佰佰知识 > 安全百科 > 自然灾害 > 地磁暴

作为南北极天空经常会出现的一种非常漂亮的景象,极光大家可能更为熟悉。极光其实就是地磁暴可视化的表现。

大家都知道,太阳其实不太稳定,经常会发生像太阳黑子,耀斑这样剧烈的活动。太阳活动会产生太阳风,也就是能量非常高的带电粒子流,太阳风到达地球的时候与我们大气层里面的原子、分子发生碰撞,产生光芒,也就是极光。

太阳风里的带电粒子流到达地球附近时,对地磁场产生影响,引起地磁场发生剧烈的变化,这个现象就称之为地磁暴。

举例来说,地磁暴能加热地球高层大气,被加热的空气上升,将使近地轨道大气密度显著增加,航天器受到的大气阻力也会随之增加,航天器轨道衰减加速,极端情况可能导致航天器陨落。

地磁场平时是比较稳定的,它在地球周围相当于一层保护膜,帮我们挡掉了很多宇宙射线的危害,人类设计制造的很多航天器也都依赖地磁场进行控制。极光虽然好看,但越绚烂的极光意味着地磁暴就会越强烈,意味着对航天器越大的威胁。

1、 航空器的失控:地磁暴会影响航空器的导航系统,导致航空器失控,严重时可能会造成空难。

2、 电力系统的损坏:地磁暴会对电力系统造成破坏,引起电网故障,甚至可能会导致停电现象。

3、 电磁辐射:地磁暴会产生电磁辐射,对气象敏感的人可能会引起头痛、恶心、失眠等症状(全球科学界对于地磁暴是否直接影响人体健康观点不一)

4、 电子设备的影响:地磁暴会影响电子设备的正常运行,导致设备出现故障、失效或者数据丢失等现象。

如果真有很严重的地磁暴,那么其给人类带来的损失将会是不可估计的。因此要做好提前预警,并在袭击时不要外出活动,不要使用手机、笔记本电脑、PDA等电子设备。

史上最强烈的一次地磁暴是1859年卡林顿事件。那次地磁暴持续了6天,当时西方许多发报机被烧毁,一些输电设备被击毁,造成了大面积停电和停水,经济损失多达2.8万亿美元。

由于磁暴的发生是全球同步,因此GIC会使整个电网范围内数百台变压器同时发生半波饱和,造成一些保护装置产生跳闸等误动作,致使供电系统电压严重下降导致系统崩溃,从而引发大面积停电事故。

地磁暴期间,高能粒子沉降和焦耳加热等过程使低层大气受热膨胀,引起高层大气密度增加。高层大气密度、成分和风场的变化,会引起电离层暴。磁层剧烈扰动时,磁尾中的热等离子体被加速向地球方向运动,形成热等离子体注入。带电粒子沿磁力线沉降,轰击高层大气,形成绚烂多彩的极光。

地磁暴发生时,这种全球性的剧烈扰动会在整个磁层持续十几个小时到几十个小时的时间,所有地磁要素都发生剧烈变化。其中地磁水平分量H变化最大,其扰动幅度通常在几十纳特斯拉到几百纳特斯拉之间,最能代表磁暴过程特点,所以,磁暴的大部分形态学和统计学特征是依据中低纬度H分量的变化得到的。

地磁暴发生时,这种全球性的剧烈扰动会在整个磁层持续十几个小时到几十个小时的时间,所有地磁要素都发生剧烈变化。通常可分为三个阶段:初相、主相和恢复相。

太阳活动期间,大量的带电粒子进入地球空间,并被地磁场捕获。由于粒子增多,环电流也增强。环电流产生的磁场与地磁场叠加,使得地磁场的水平分量发生很大变化。这时就发生了磁暴。这种情况也就是产生磁暴的直接原因。

地球磁暴是由太阳风暴诱发的,届时地球上几乎所有的电子系统都会受到影响。如果“超级太阳风暴”抵达地球,额外电流将穿过地球上的电网,成千上万个变压器上的铜线都将快速加热至熔化,多数电网陷入瘫痪。停电会导致短波通讯设备停止工作,会间接的影响短波通讯。

太阳风暴喷发的各种物质会直接影响短波通讯。科学家们形象地将太阳风暴喻为“打喷嚏”,太阳会向地球喷发数十亿吨的物质。太阳风暴期间所射出的X射线会比平时增加1000倍,从而大大增加地球大气中电离层的电子密度,使短波无线电通讯受到严重干扰,甚至会导致无线电通讯中断。

会导致停电,磁暴很有可能造成电网电压崩溃而引发大面积停电事故。太阳耀斑爆发,会放出大量的紫外线和X射线,还会高速抛射出很多等离子体,这些都会对地球的大气层带来巨大影响。其中紫外线和X射线会电离地球的大气顶部,导致暂时的无线电中断.

不过,也不用谈磁暴色变,虽然具体某一场的磁暴难以预测,但自十八世纪以来,太阳黑子活动基本上都是以十一年为一个周期,在每个周期中都会产生几千几万次磁暴。对于磁暴,我们是见得多了,大部分情况下,在轨卫星最多就是通信暂时受到影响,并不会因此坠毁。

此外,太阳平时就会释放出的高速带电粒子,也就是“太阳风”,平时,太阳风相对比较“温和”,容易被地球磁场干扰偏转,没有机会伤害地球上的生命,对卫星和通信的影响也不大。但如果太阳耀斑爆发,则可能出现强力的太阳风,除了可能直接损坏卫星外,也会造成地球驸近磁场产生大范围的扰动,这也就是我们常说的磁暴,这往往会导致通信干扰、大气受热膨胀、还可能导致停电。

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