不过，由于耀斑是色球层现象而非直接位于日冕层，【因而并非所有耀斑都会引发地磁暴】：（

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#明日大地磁暴或将再袭地球#

空间天气-受多次日冕物质抛射事件的叠加影响，未来三天发生较显著地磁暴（以至特大地磁暴）概率较高，可能出现数年来最强地磁暴事件之一

摘要：

综合各机构分析，受多次日冕物质抛射事件的高能粒子流叠加影响，北京时间5月10日深夜到5月12日将迎来一次大规模地磁暴事件。目前认为达到特大地磁暴（G4级）概率较大，很可能超越3月的大地磁暴事件，并成为最近二十年最强地磁暴事件之一。

地磁暴很可能对近地空间的航天器，以及高纬度地区电网、地磁导航等造成较大影响，【不过对于处在中低纬度区域的我国而言，并不会影响日常生活（包括飞行航线、地面电子设施、身体状况等）】；而与此同时，东北、西北地区甚至华北北部，都有机会在10日深夜到12日凌晨（的夜间时段）看到极光。

———以下为正文内容

据中国气象局/国家空间天气预警中心，受多次日冕物质抛射事件（CME）影响，未来三天内将可能出现小到大地磁暴（图1）；而以国际各机构分析综合，未来三天将出现显著地磁暴事件，其中北京时间明日（5月11日）白天将达到峰值，有60%概率出现G4级（特大地磁暴）甚至G5级（超大地磁暴）事件（图2）。【以当前预报分析，这可能是2003年以后最强地磁暴事件之一。】

地磁暴事件与日冕物质抛射现象关联密切。太阳大气层自内向外分为光球层、色球层和日冕层；其中最外层是温度极高但极其稀薄的日冕层，在日冕区域的极高温度下，物质为等离子体形式存在。通常情况下，这些带电粒子被封闭的太阳磁场所束缚，难以成规模远离；但当太阳扰动显著增强时，强烈异常磁场扰动会导致磁场线出现局部开放等现象（如冕洞等结构）；此时在这个阕口处，就容易出现日冕物质大规模喷薄而出，并形成日冕物质抛射现象（CME）。

作为显著的高能带电粒子流，当CME进入地球磁场范围后，会使地磁场压缩变形，并将大量带电粒子注入磁层区域，引发磁层环电流急剧变化；而由于【变化的电流会产生变化的磁场】，这一部分带电粒子流会给地磁场【额外附加】一部分感应磁场，这额外附加的部分就被称作【地磁扰动】，其中较强者会称作【地磁暴】。所以地磁暴和极光是这些太阳高能粒子流影响的两面，可以通过监测地磁暴事件的强度。

通常而言，越正对地球、速度越快的CME，会产生越强烈的地磁暴；而CME也具有不同形态，通常以CME两端夹角衡量，其中如果完全成环（360°）被称作晕状CME—这类通常是正对地球、速度极快的CME事件，往往会引发强地磁暴事件。

这次大地磁暴事件的源头，正是北京时间5月8日中午以来，由一个相当巨大、复杂的太阳表面扰动区（编号AR3664，对应图3中间偏下的巨大黑子群）。它不仅面积巨大（达到了约8-10个地球表面积），更爆发了多次X级和M级太阳耀斑（图4）。

不过，由于耀斑是色球层现象而非直接位于日冕层，【因而并非所有耀斑都会引发地磁暴】：

（1）如果耀斑本身是约束性事件，就不会引发日冕物质抛射（如今年2月的强耀斑）；

（2）即使引发了日冕物质抛射，由于地球只是星空的沧渺一粟，如果没有朝向地球抛射也不会受到影响（如5月5日的多次耀斑事件）

但具体到当前，虽然这几次太阳耀斑事件并不算极强，但由于特殊的全晕状结构（Full Halo），具有明显朝向地球喷发的分量（图5为5月8日下午事件），因而被预期未来数日抵达地球时会造成较强地磁暴，以至大地磁暴事件。

更特别地，前文提到的多次CME事件高能粒子流，被预测在抵达地球前会合并成一次巨大事件—这是由于最早的事件向地球方向移动时，会受到一些星际空间尘埃、粒子而减速，但当它们经过后，这些“路障”被清除，因而后续的事件虽然出发较晚，却不会有明显减速，直到在抵达地球前追上“前浪”合并为一次大事件（图6红圈内两条为5月10日合并前，图7红圈为合并后，绿点为地球）—这也是这次高能粒子流和地磁暴规模巨大的原因。

地磁暴可以被各地监测地磁的台站记录所定量衡量。目前衡量地磁暴的指数主要有两个：Dst和Kp，其中前者是四个具有代表性的低纬度地磁站监测到的地磁场水平分量扰动的平均，由于低纬度地区没有受高能粒子直接冲击，这样的记录较为纯粹；而Kp指数则将全球范围13个地磁基准台站的地磁扰动量化为等级，能更直接反映高纬度的影响。通常而言，Dst<-30或Kp达到5即达到小磁暴水平，Dst<-100或Kp达到7即大地磁暴，Dst<-200或Kp达到8则为特大地磁暴（图8为我国的地磁暴分类等级，注意大地磁暴的断句为“大/地磁暴”）。

地磁暴除了直接反映地磁场的剧烈扰动，也代表着高能粒子流影响地球高层大气。在本次这类大地磁暴时，磁极附近的高纬度区域地面会因为磁场的快速变化进一步激发感应电流，并对当地电网等产生一定干扰;此外高纬度区域地磁导航、卫星导航和低频无线电波导航等方式等也会受到明显干扰。此外由于高能带电粒子流增强，部分带电粒子会深入极地平流层而让这一层面电离辐射增强，但而根据研究数据汇总而看，单次极地航班飞行时剂量不足以造成明显作用，【而对极地以外的航班更不会有影响】。

在大气层之外，高能粒子流和地磁扰动同样对卫星的电气元件工作、飞行姿态等产生影响；甚至对于部分低轨道航天器而言，由于运行区域大气密度稍大，地磁暴期间可能出现大气密度进一步升高而阻力增大，影响航天器轨道变动，这些都是需要航天员注意与防范。

总体而言，虽然本次地磁暴事件较强地磁暴级别的事件，【对于包括我国在内的中纬度地区日常生活，如电子器件、飞行航线等，都不会造成任何明显影响，仅地磁导航会略有偏差；】实际上，去年以来已发生了数次大地磁暴事件(图9，红色为大地磁暴或更强级别)，但均未有明显影响。

对于更多普通人而言，在较强磁暴发生时，在高纬度区域（准确而言，是磁极周边的磁纬度较高区域）更可能看到绚烂极光）。不过如果注意到磁极和磁纬度分布图（图10）会发现，磁极是偏向北美一侧，我国相比世界同地理纬度地区磁纬度偏低，理应更难看到极光（过去数十年的强极光事件的确如此），但为何今年已在漠河、新疆北部（甚至更靠南的地区）频繁见到极光？

这个现象的确值得关注，由于最近几年才出现而目前尚未有系统性研究。这里仅给出一个不严谨的猜想：可能和西伯利亚一带局地磁场的增强有关。地磁场是相当复杂的系统，其中最大的分量，是高中物理曾介绍过的偶极磁场，如条形磁铁般呈现半球对称分布，磁极分别位于地理两极附近。但除此之外，各地还有一些局地的磁场，部分假说认为是由地球外核-下地幔环流驱动，类似于大气层里的局地环流圈。

在2020年发布的世界地磁图上，亚洲一侧西伯已出现总磁场强度显著增强的趋势，结合总磁极（地球表面水平磁场分量为0的点）正在快速向西伯利亚方向移动（图11），这可能正是一个非偶极子分量发生变化、并导致西伯利亚和东北亚更容易看到极光的原因—当然，这些仅为很初步、不严谨的猜想，需要后续专业研究的确认。

而在当前，太阳第25周期仍在增强，预计在2024年到2025年初迈向峰值（图12）。或许我们也将在今明两年里，在中华的北境看到更多绚烂的极光旋舞。

#为什么地磁暴频发#