磁暴的特征及影响

磁暴的特征及影响

磁暴是由太阳活动引起的。当太阳活动处于活跃期，太阳黑子数较大时，太阳风常常携带着大量的带电粒子“吹向”地球，并被地磁场捕获。带电粒子被俘获后，会按照它们的质量和电荷被分成几类，分别送往不同的地方，在地球周围形成一个半径为2×104km至2.5×104km的巨大环形“电路”。1在平时，这种环电流也存在着，不过因地磁场俘获的带电粒子数量较为稳定，所以环电流变化不大；而当有大量带电粒子进入地球磁层，环电流就会有较大增强，这时，环电流的产生的磁场和地球磁场互相作用，就产生了磁暴。

磁暴的一个特点是发生较为频繁。在一年里，虽然世界性的强磁暴次数是不多的，在太阳活动低的年份只有几次，高的年份有几十次。但强度中等的磁暴或磁扰是经常发生的，尤其在极地地区。很少有磁宁静的日子。1它在我们生活中出现的频率几乎和满月一样高，只是它不易被发现，一般的磁暴都需在地磁台用专门的仪器做系统观测才能发现。不发生磁暴的月份是很少的，如果刚好碰上太阳活动增强，可能一个月都能与磁暴有几次交集。2

一个完整磁暴的大体可分为三个阶段，初相、主相和恢复相。在磁暴期间，地磁场的磁偏角和垂直分量都有明显起伏，但最具特征的是水平分量H，因而磁暴进程多以水平分量H的变化为代表。3在初相之前，通常会发生急始，急始是识别磁暴发生的明显标志，记为SSC或SC。3它表现为：全球大多数地磁台的磁照图上水平分量H的一个陡然上升；在中低纬度

3紧接急始之后，台站，其上升幅度约10~20纳特。数小时之内，水平分量H较其平静值大，

但增大的幅度不大，一般为数十纳特，磁照图相对稳定。这段期间称为磁暴初相。然后，水平分量很快下降到极小值，下降时间约半天，其间，磁照图起伏剧烈，这是磁暴表现最活跃的时期，称为磁暴主相。通常所谓磁暴幅度或磁暴强度，即指这个极小值与平静值之差的绝对值，也称Dst幅度。水平分量下降到极小值之后开始回升，两三天后恢复平静，这段期间称为磁暴恢复相。3总的来看，磁暴的整个过程可以概括为，开始急，发展快，恢复慢，一般都持续两三天才逐渐恢复平静。3另外，磁暴主相时，从磁尾等离子体片有大量低能质子注入环电流区，使环电流幅度大增，即前文所述环电流的增强。增强了的环电流在地面的磁效应就是H分量的下降。每注入一次质子，就造成H下降一次，称为一次亚暴，事实上，磁暴主相是一连串亚暴连续发生的结果。3随后，由于磁层波对粒子的散射作用，以及粒子的电荷交换反应，环电流粒子会不断消失。当亚暴活动停息后，不再有粒子供给环电流，环电流强度开始减弱，进入磁暴恢复相。3

磁暴对地球的影响其实是很大的。磁暴能引起电离层暴，从而干扰短波无线电通讯，这是我们知道的最常见的一个影响。其引发的强大电流，亦能同时干扰有线通讯。例如，1958年2月11日发生全球性大磁暴时，世界各地的无线电通信全部中断，瑞典的电力线和通信线遭到破坏，铁路信号无法使用。磁暴引起的强大电流，足以使电缆上绝缘材料起火，烧毁安全阀甚至变压器。1975年7月的一次磁暴，欧洲和北美之间的无线电通信全部中断，欧洲和远东之间的电报联系受到强烈干扰。1此外，磁暴还能改变人造地球卫星的姿态，比如

31994年加拿大的一颗通信卫星曾因磁暴的影响而失灵，它能改变卫星上遥感器的探测方向。

遭致2.5亿美元的损失。亦有可能干扰电工、磁工设备的运行，以及可能干扰各种磁测量工作。3

参考文献

1

盛文林主编,人类在天文学上的发现,北京工业大学出版社,2011.11. 2黄明哲主编,星际探秘 高科技与宇宙,中国科学技术出版社,2013.03. 3吴波编著,相互吸引的能量,现代出版社,2013.01.