肆意袭扰地球的“怪兽”
作者: 黄增强2024年3月24日,中国气象局发布大地磁暴预警:“3月24日至26日,可能出现中等以上级的地磁暴活动。”消息一经发布,立即引起网友的关注,“地磁暴”这个话题冲上微博热搜榜首位。
什么是地磁暴?要想知道地磁暴是什么,我们首先得了解太阳耀斑。太阳耀斑是发生在太阳大气局部区域的一种最剧烈的爆发现象,它是太阳活动的一种形式。在太阳的大气中充满磁场,磁场的结构越复杂,越容易储存更多的磁能,当储存在磁场中的磁能过多时,太阳就会通过爆发活动释放能量。太阳表面局部活动加剧,会突然释放大规模的能量,引起局部区域瞬间加热,亮度也会随之增加,这就是太阳耀斑。
太阳耀斑会抛射大量的等离子体,再加上上百亿千克的带电粒子,一旦冲向地球,就会导致地球的磁层压缩变形,最终引起地球的磁场扰动,也就是所谓的地磁暴。简单来讲,地磁暴是一种由太阳爆发引起的活动。等级越高的太阳耀斑,形成的地磁暴就越强,对地球的影响就越大。
地磁暴的强度可以分为小磁暴、中等磁暴、大磁暴、特大磁暴和超大磁暴五个级别。为了衡量磁暴的强度,科学家观测了全球磁场变化,计算了一种参数叫作Dst指数,以纳特(nT)为单位。这种指数在0上下变化,负值越高,说明磁暴越强。小磁暴的Dst指数约为-30nT~-50nT,中等磁暴的Dst指数约为-50nT~-100nT,强磁暴的Dst指数约为-100nT~-200nT,超强磁暴的Dst指数小于-250nT。
地磁暴会给我们带来什么危害和影响呢?
第一,地磁暴会影响无线电信号,比如AM、FM波段和业余无线电波段,以及电视信号和电话信号。1989年,地磁暴曾使无线电中断,导致美国发现号航天飞机和地面之间的通信中断15分钟。
第二,地磁暴会影响智能手机、汽车、飞机和轮船等导航设备的准确性。2011年,地磁暴导致约10米的GPS误差,影响了一些飞机和轮船的导航,但误差没有大到发生事故。
第三,地磁暴还可能在输电线路中产生感应电流,影响电网变压器和发电机,导致电压波动停电和损坏,进而影响依靠电力运行的各种设备和电器。1989年,地磁暴使加拿大魁北克省停电了9个小时,
第四,地磁暴会损坏太空中航天器的器件,并改变其轨道,影响卫星的功能及其提供的服务和数据,如气象通信、导航和监视等。2003年,地磁暴就使日本的一颗地球环境监测卫星失去动力和通信。
第五,地磁暴会扰乱一些动物的生物钟、迁徙模式和导航,从而影响它们的行为和生存,因为这些动物依靠地球磁场作为活动的指引。2014年,地磁暴导致一些鸟类朝错误的方向飞行,鱼朝错误的地方游动,鲸鱼搁浅在岸上,蜜蜂找不到返回蜂巢的路,蝙蝠失去回声定位的能力。
第六,地磁暴会对身体产生影响。高能粒子干扰地球磁场产生地磁暴,可能导致人体神经系统紊乱,产生心血管系统疾病等,例如引发失眠、头痛、情绪波动等。
地磁暴看上去好像一头肆意袭扰地球的“怪兽”,但它只是一种常见的自然现象。虽然地磁暴对人类社会和自然环境有一定的危害和影响,但我们不必产生恐惧,采取适当的措施,制订科学的应对策略,就可以有效降低其带来的危害和影响。