据国家空间天气监测预警中心消息，4月24日，发生了一场特大地磁暴。这是第25太阳活动周（从2019年12月份开始）以来最强的一次地磁暴。

受此次地磁暴事件影响，中国新疆、欧洲、北美等中高纬度地区出现了绚丽的极光。

什么是地磁暴？为何地磁暴会产生极光？本期南都新知就带你八一八极光的“前世今生”。

4月24日凌晨，新疆克拉玛依地区，极光爆发。图/Jeff的星空之旅

形成原因：太阳“吹”出来的

极光的英文为aurora，没错，就是古罗马神话中掌管黎明曙光的女神欧若拉。用女神的名字命名，是因为在我们的科学大神伽利略看来，它和女神欧若拉一样，代表了美好和希望。

但实际上，如果了解了极光的产生原理，你就不会觉得美好了。

众所周知，地球外面有一层“保护罩”——磁场。磁场让地球免于宇宙射线的侵袭，如果没有磁场，那地球上的生物就死翘翘了。

理论上，地球磁场应该是对称的，像下面这张图这样。

但实际上，它是这样的，如同一个水母，有一个扁球状的头，后面拖着一个长尾巴。

太阳与地球磁层相互作用示意图。图/NASA

地球磁场立体视觉效果图。图/NASA

为何如此？这是因为从太阳喷发出来的大量带电粒子以每秒几百公里的速度吹向行星际空间，形成太阳风。太阳风冲击地球磁场，“吹”得地球磁场不再对称，正面的磁力线被压扁，有些磁力线被“吹”到地球“身后”，形成流线型，拉伸成一个长长的尾巴，我们称之为磁尾。

想象一下，你迎面站在大风里，风把你的头发往后吹，你用卷发棒精心打造的的空气刘海要么被压扁，要么被掀到脑门后……体会到地球的难了吧？

在南北两极外，磁力线集中的地方形似漏斗，也叫“极尖区”。当磁层出现扰动时，磁尾的带电粒子被加速，沿磁力线运动，如流水般顺着漏斗边缘倒入“漏斗区”，并撞击高层大气中的气体分子和原子，使后者被激发，形成极光。

所以，极光是太阳风暴的副产品，它的出现伴随着的是大量带电粒子涌入地球的大气层。极光越壮观，往往意味着太阳风暴越厉害。

这就是为什么说极光美好的背后并不美好的原因，它是地球磁场拼尽全力抵抗太阳风产生的，是矛与盾激烈交锋产生的火花……

想象一下太阳与地球间的对话，可能会是这样的：

太阳：极光是我吹出来的！

地球：你真能吹……

太阳：给你点颜色看看嘛！

地球：我谢谢你……

对话以地球磁场扔了一个“我裂了”的表情包结束。

空间分布：低纬度地区也能看到极光

极光极光，顾名思义是指出现在南北极地区的光，但实际上，极光并不是越往南北极去就越强的，它主要分布在“极光带”，也就是一个南北极附近的圆环形区域。

极光带。

这是因为，激发极光的高能粒子需要沿着磁力线飞行，其所沿着的磁力线发源于南北极附近的圆环形区域，所以极光出现在这样一个区域。

当强烈的地磁暴发生时，太阳风注入到地球极区的粒子会大幅度增加，注入地球磁场的纬度范围也会扩大，就会使一些低纬度地区也能看到极光，比如著名的卡林顿太阳爆发事件。

1859年9月1日，太阳打了有史以来最猛烈的一个“喷嚏”，这个“喷嚏”喷了地球一个“满脸花”！绚烂的极光从极区一直延伸到北纬20°附近。法国的夜空弥漫着五颜六色的极光；在夏威夷，夜空中漫天红光下，人们甚至不用借助灯光就可以轻松阅读。

我国河北省石家庄市栾城区的地方志《栾城县志》中，也记载了这次罕见的极光：

“清官咸丰九年……秋八月癸卯夜，赤气起于西北，亘于东北，平明始灭。”

这里的“赤气”就是极光。

时间分布：极光也分大小年

有一种说法是极光也分大小年，极光活动在“大年”时更容易被看到。这其实与太阳的活动周期有关。

太阳活动具有11年左右的周期，即每隔11年完成一次波峰波谷的循环：在太阳波峰年，太阳活动会剧烈得多，它的爆发频次也会高得多，人类就会更频繁地遭遇太阳风暴；在太阳低谷年时，爆发就会弱一些，频次也会小一些。

从2019年12月份开始，太阳进入了第25个活动周期。科学家们预测，2024年到2025年左右，将是太阳活动的第25周峰年。这也就意味着，这两年强太阳活动总体上会越来越频繁，看到极光的机会也多一些。

这是2023年2月27日晚在新西兰南岛西海岸福克斯冰川拍摄的南极光。新华社发

知多D：

地磁暴如何影响我们的生活？

极光虽美，但我们也要意识到它背后的危险。越绚烂的极光对应着越强烈的地磁暴。地磁暴表面看离我们个体很远，不会对我们的生活产生太大的影响，实际则不然。

举个例子，1989年强极光出现在加拿大魁北克上空，伴随而来的地磁暴使魁北克全省的供电系统瘫痪，600万加拿大人长达9小时无电可用。这是因为地磁暴会导致长距离输电线路中产生强力电流，容易使整个电网范围内的变压器同时发生故障，使电力传输线受到严重干扰。

大量带电粒子轰击地球大气，还会影响电离层反射短波无线电的能力，使短波通讯受到干扰或中断。

另外，带电粒子的轰击加热了地球高层大气，使得大气膨胀，增加了卫星的空气阻力，使卫星的高度降低，缩短了卫星的寿命。

这里不得不提在向星辰大海迈进的过程中一再受挫的马斯克。2022年2月3日，马斯克的美国太空探索技术公司（Space X）单次发射了总共49颗“星链”卫星，但次日遭遇地磁暴，其中多达40颗卫星由于无法恢复正常轨道高度而损毁。

所以，发射卫星也是要看日子的。

此外，强地磁暴影响期间，地下管网，如石油和天然气管道、海底光缆的外保护管等，也会受到影响。

可见，地磁暴是我们科技发展的巨大考验，极端的地磁暴是以信息和网络为基础的现代人类社会难以承受之重。

整合：刘兰兰

海报：原毅

资料来源：中国气象报、中科院之声、国家空间科学中心

编辑：刘兰兰

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刘兰兰

原毅