编辑｜王海燕
5月11日，国家空间天气监测预警中心在上午9时发布地磁暴红色预警：北京时间2024年05月10日23时起发生地磁暴，最大级别达到超大地磁暴（Kp=9）水平，预计未来24小时，磁暴过程仍将持续，后续仍可能发生大地磁暴。地磁暴，是太阳活动引起地球磁场持续几小时至几天的全球性剧烈扰动。本轮地磁暴引发网友热议，一方面，我国北部地区可以看到绚丽极光，让摄影、天文爱好者摩拳擦掌。另一方面，作为太阳爆发活动引发的现象，它似乎意味着一种神秘的危险——地球磁场的扰动，会对人类的生产生活造成什么影响？个人感到头晕、乏力，是否也与地磁暴有关？一时间，“超大地磁暴来了，需要放假躲一下吗”词条冲上热搜。
《欢乐颂》剧照为此，我们采访了相关学者，希望从科学的角度提供一些认识。蔡峥是清华大学天文系副系主任，研究方向为早期星系宇宙学。朱进是北京天文馆原馆长，现任研究员，5月12日凌晨与本刊通话时，他正在新疆阿勒泰拍摄极光。总体来说，人们无需过度担心地磁暴带来的影响。以下是本刊与他们的对话：三联生活周刊：可以用相对通俗的语言解释地磁暴是如何发生的吗？蔡峥：简单说，地磁活动就是太阳表面活动产生一些高能带电粒子被抛射到地球上来，太阳表面巨大的爆炸事件，让带电粒子以最高数千公里每秒的速度冲向地球大气，这其实不是罕见的。一般情况下，它比较平稳，由地球两极磁场把带电粒子引到南北极去。但当太阳活动剧烈的时候，抛射来的带电粒子太多，引起地球磁场的扰动，这些带电粒子就会从南北极沿着磁力线向地球背阳面堆积，产生的地球磁场剧烈变化，就叫地磁暴。三联生活周刊：本轮地磁暴强度如何？是否存在周期性变化？蔡峥：kp值是表示地磁暴强弱的指数，本轮地磁暴最大级别达到超大地磁暴（Kp=9）水平，是非常强烈的。它的发生并不遵循一个固定的时间周期，是随机的事件，主要由太阳活动驱动，尤其是太阳耀斑和日冕物质抛射。太阳活动呈现出大约11年的周期，周期中，太阳黑子数量和太阳耀斑的频率会有增有减，因此地磁暴的频率也会随之波动，太阳活动高峰期，地磁暴发生的频率较高。以目前的科学手段，可以通过对太阳活动的监测来预测地磁暴的发生。在学术上，地磁暴发生和作用机制还是比较清楚的，不是一个前沿的研究方向，研究太阳物理领域的会更清楚一些。
《太阳风暴》剧照朱进：我们通常认为地磁暴与极光之间不是因果关系，它们都是由太阳活动引发的现象。地磁暴的kp值能够起到一个提示作用，kp值越高，一般情况下能看到极光的范围就会越大。我们在两三天前看到强烈的太阳耀斑爆发和日冕物质抛射发生，同时看到有地磁暴预警，就会预判国内可能出现强烈的极光，因此赶来阿勒泰拍摄。三联生活周刊：为什么选择阿勒泰？网友们想要看极光，在国内如何选择地点？朱进：一般来说，纬度越靠北越容易看到极光，阿勒泰、漠河是首选。此外，当地天气也是重要考虑因素。我们选择阿勒泰主要因为前几天，天气预报显示阿勒泰大部分是晴天，推测观测条件好，而漠河阴天的可能性比较大。事实上，这次极光现象很强烈，强烈程度可以说三五十年一遇，所以最终结果是很多地方都能看到，这是比较罕见的。我们这次派出三支观测队伍，分别在阿勒泰、北京、敦煌，在三个地点都观测到了。而更多时候，需要综合判断极光可能出现的地点、时间、观测条件等因素，扑空也是有可能的。
2024年5月12日，新疆阿勒泰地区出现极光（图｜视觉中国）
我们为什么能看到极光？以北京为例，有两种可能情况，一是高能带电粒子正好聚集在北京上空，二是，太阳风粒子仍然出现在高纬度地区，但它高度很高，强度也很大，从北京往北看过去是可以看到的。三联生活周刊：地磁暴对不同地区是否会产生不同影响？蔡峥：地磁暴是全球性的，不是区域的。这种扰动在地球的高纬度（比如北方）更明显，地磁暴很难跑到赤道去，所以它与纬度（南北向）有关，和经度（东西向）没有什么关系。所以地磁暴发生时，我们在北纬40度左右都能看到的极光景象。在国内，阿勒泰、漠河甚至东北、华北地区等纬度高的地方，会有极光出现，但海南就不会很明显。2024年5月12日，北京，八达岭长城凌晨现极光景象。（图｜视觉中国）
三联生活周刊：地磁暴会对人类生产生活产生哪些影响？蔡峥：首先是卫星通信。带电粒子会和空气粒子发生相互作用，空气会产生一定的阻挡作用，使带电粒子的能量衰减，对地面生物和设备的影响并不大。但卫星处在离大气层比较高、空气较稀薄的地方，受到带电粒子的影响大，可能会造成卫星通讯中断，对我们的手机通讯、导航精准度产生一定影响。2022年2月，美国太空探索技术公司就公开表示，受到地磁暴影响，当月3日发射的49颗“星链”卫星中，有多达40颗于次日损毁，这是目前单次地磁暴对卫星造成的最大规模破坏。此外，带电粒子如果很多，对输电系统也会造成一定干扰，缩短变压器使用寿命，甚至烧毁高压系统，引发电力中断。比如1989年3月发生的地磁暴，导致加拿大魁北克电网系统瘫痪，多数地区9个小时才恢复供电。还有一些学者研究到，地磁变化会对一些生物神经里的电磁产生干扰，比如信鸽、海豚、鲸鱼等，使它们失去方向感。三联生活周刊：对高空的影响大，那么对飞机安全，或乘坐飞机的人是否有影响？蔡峥：它对飞机的通信可能造成一定的干扰。但是我们飞机通信的信号本身很强，产生的干扰不会太影响本质，大家没有必要过度担心。地磁暴期间，人飞到高空中受带电粒子的影响，肯定比平时要大，但打个比方，带电粒子穿过人体，就好比人做个微小CT一样，微弱剂量，对健康不会有什么影响，与普通人相比，宇航员受到的影响会更大。三联生活周刊：对我们普通人来说，可能有什么影响吗？蔡峥：比较明显的是上面说的卫星没了，可能一整个地区Wi-Fi信号都断了。大多时候还是在我们难以觉察的地方，出现一些细微的波动。比如我现在和你通话的过程中，信号就不是很好，这跟地磁暴影响是否有关系，也不一定。三联生活周刊：很多人开玩笑说，地磁暴是一种玄学力量，您怎么看待这种玩笑？朱进：据我所知，没有任何证据表明地磁暴对人体会有影响。蔡峥：以目前的研究来看，尚没有明确的证据表明地磁暴会对人体造成较大影响。但如果探测水平足够灵敏的话，或许能够探测到一些影响，这是说不准的。比如我身边有朋友，这两天突然产生睡眠问题，他压根不知道地磁暴这回事，有时不能说他是心理作用。还有一些女性朋友反应生物节律紊乱等，但这些反应因人而异，导致发生的因素也可能是多方面的，而不是单一的归咎于地磁暴导致了什么。所以，地磁暴对人会产生什么影响，我觉得由于数据少，这还处于一个“nobody really know”的状态。
《欢乐颂》剧照三联生活周刊：地球上的人类活动，是否会对地磁暴产生影响？蔡峥：完全不会。地磁暴是太阳向外抛射物质引发的，地球只是太阳系里一个非常小的行星，它不可能对太阳产生任何的干扰，宇宙是很大的，地球实际上只接收太阳十亿分之一的能量。最通俗的说，太阳单方面传递能量给地球，它“想怎么着，就怎么着”。三联生活周刊：那我们现在遇到的极端天气和气候变化，与太阳活动变化有关吗？朱进：这个问题学术界也正在研究。短期来看，太阳活动不会引起气候的剧烈变化，但地球气候的长期变化，很可能与太阳活动有关系。几天几个月的气候变化，像突发暴雨、洪水、干旱，与太阳活动大概率是没关系的，但从长期来看，比如未来是否会进入小冰河期，这就需要考虑太阳活动的影响。三联生活周刊：什么样的太阳活动会引起地磁暴的发生？朱进：太阳耀斑爆发和太阳日冕物质抛射，会使高能带电粒子抛射到地球表面。但并不是所有抛射都是冲着地球来的，只有到地球和地球磁场发生相互作用，才能引发地磁暴。抛射方向往往与太阳黑子有关，太阳黑子正好在太阳中心位置或附近时，出来之后一定是冲地球来的，越偏移，不确定性越大，靠近边缘，也可以判断，大概率不会到地球。比如这次，根据太阳黑子的位置能够推断，基本是会到地球的，就能提前发出较明确的地磁暴预警信号。
《太阳轨道载具》剧照
三联生活周刊：从去年至今地磁暴频繁被讨论，是否意味着现在正处于太阳活动频繁时期？朱进：太阳活动大约平均每11年一个周期，我们现在处于第25个太阳活动周中。一个太阳活动周期内，太阳活动变化可以理解为一个正弦曲线，有峰年，也有谷年，最近这几年，都是处于峰年之上的。峰年时，电离层的高度跟谷年不同，电离层特殊扰动发生次数会更频繁，短波通讯中断的可能性也会增大。三联生活周刊：那每个周期间的太阳活动是否存在规律性的变化？朱进：多数时候，周期间的差异变化较小。2009年时，有天文学家给出预测称，未来两个太阳活动周（24、25周）里太阳活动都会相对宁静。太阳活动弱的时候，地球磁场对地球的保护相对也会较弱，可能单独某次太阳活动造成的影响更强，这也是一个考虑因素。目前，处于这个活动周期内的峰年，虽然这次地磁暴达到特大级别，这不意味着太阳活动整体的变化，一个周期结束后统计，太阳活动整体比上个周期弱都有可能。三联生活周刊：说了这么多，我们能够通过科学技术对地磁暴进行干预、预防吗？蔡峥：我们现在能做的只是监测太阳的活动，预报的更精准，无法对其进行干扰。太阳风、太阳能量的射入，目前很难用人类现有科技手段干预。 排版：初初 / 审核：杨逸
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