據國家空間天氣監測預警中心消息，北京時間4月24日2時至8時，發生一場特大地磁暴。此次過程的Kp指數（即全球磁場指數）為8。目前，這場磁暴過程仍在進行中。24日凌晨，地磁暴在新疆克拉瑪依引發了絢麗的極光，引發網友熱議。
此次地磁暴有多強？在我國看到極光罕見嗎？今年以來為何太陽如此“活躍”？
針對這些問題，中國氣象報記者采訪了三位業內專家，一起來看看專家怎么說。
(相關資料圖)
一、近20年最強地磁暴，成因為何？
“這是自2019年12月太陽進入第25個太陽活動周以來，最強的一次地磁暴，也是近20年來最強的一次過程。按照國家標準，地磁暴強度Kp指數可將其劃分為五個級別（小、中等、大、特大、超大），此次地磁暴Kp指數高達8，達到了特大地磁暴級別。”國家空間天氣監測預警中心首席預報員薛炳森告訴記者，“此次地磁暴是由伴隨M1.7級太陽耀斑的日冕物質拋射（簡稱CME）引發，CME正是產生這次特大地磁暴的直接原因。當這些攜帶太陽能量的物質高速飛離太陽表面時，就像爆炸沖擊波一般，快速傳遞到太陽系的各處。此次地磁暴之所以強，并不是空間粒子有多強，而是此次日冕物質拋射的方向，是正對著地球而來的。”
薛炳森說，這是來自日冕拋射的能量與地球自身磁場來了一次“正面碰撞”。
4月21日爆發的日冕物質拋射觀測圖片，日冕物質拋射是造成此次特大地磁暴的主要原因。供圖/國家衛星氣象中心
二、我國出現極光罕見嗎？
在此次強烈的地磁擾動下，在新疆克拉瑪依，不少人觀賞到了極光現象。許多網友被極光的美深深震撼。
攝影師@Jeff的星空之旅在新疆克拉瑪依拍攝到的極光
北京天文館研究員朱進介紹，在我國看見極光比較罕見，但也并非偶然。
近幾年是太陽活動高年，太陽較為活躍，當太陽耀斑爆發或日冕物質拋射發生后，一些速度很快的高能帶電粒子可能會傳輸到地球附近，“如果它們（高能帶電粒子）不是特別強，受地球磁場影響，基本會被地球的兩極‘俘獲’，所以極光一般出現在南、北兩極；不過，如果高能帶電粒子流強度很強，與地球磁場相互作用產生‘特別強的磁暴’，那在中高緯度地區也可能會看到極光，甚至在低緯度地區也能看到。”朱進表示，我國出現極光的次數不一定和大家觀測到的次數吻合。譬如，如果發生極光時天氣條件較差，被觀測到的概率就比較小；受時間、地理位置影響，極光也有沒被觀測到的情況。
三、赤道地區也曾出現過極光？
極光是一種神秘的天象，自古以來為人所矚目。在中國的古籍中就有極光觀測記錄——“大電繞北斗樞星，光照郊野”。
中國科學院地質與地球物理研究所副所長、中國科學院地球與行星物理重點實驗室主任魏勇研究發現，在赤道區域也曾經出現過極光。在古代朝鮮保存的歷史古籍中，記載的天象記錄中就有一種在夜間大氣發光的現象——‘有氣如火光’，絕大部分位于朝鮮半島南方，具有肉眼可見性和動態變化性特征。專家推測，這一現象主要是赤道極光，由朝鮮半島南方的負磁場異常引起的高能粒子沉降而產生。
極光不僅是一種美麗的神奇發光現象，還能夠幫助我們理解空間環境中物質能量的轉移轉化等物理過程。“在通常情況下，地球磁場處于穩定狀態，但當地球內部結構和動力發生變化時，地球表面就會出現磁場異常區。在負地磁異常區，磁場的強度顯著降低，屏蔽作用減弱，使得地球輻射帶中的高能粒子能夠更深地穿透大氣層。沉降的高能粒子對地球大氣進行了電離，從而在夜空中產生紅色的赤道極光。”魏勇說。
極光資料圖來源：網絡
在歷史記載的大磁暴事件中，幾乎都有觀測到極光，中低緯度區域也不算罕見，如1989年3月發生的魁北克磁暴事件、2003年的萬圣節的磁暴，都有人在中低緯度區域觀測到極光。
四、風云三號“降水星”面臨磁暴考驗？
“極光雖好看，但越絢麗的極光，意味著地磁暴越強烈，對地面通信和航天器運行威脅就越大。”薛炳森說。
磁暴帶來的影響有很多，其中之一就是驅使地球高層大氣微粒運動加劇，這會導致飛行在太空的航天器承受較平常更大的飛行阻力。
在此次地磁暴影響下，4月16日剛剛發射的低軌“降水星”風云三號G星就面臨挑戰，運行軌道或將降低約560米。
薛炳森介紹，地磁暴通常會顯著影響500公里以下的近地軌道，地磁暴給地球兩極地區注入巨大能量，隨后能量傳遞給高層大氣中，造成大氣被加熱，并向低緯度地區擴散。低層大氣受熱膨脹，導致衛星軌道上的大氣密度增加，使得衛星所受阻力增大衛星運行速度和高度下降，無法維持在原本高度軌道運行。“為保障低軌衛星正常業務運行，當衛星降落到一定位置時，需要人為推升其上升至原本軌道高度。我國的空間天氣監測預報為這一預案的實施提供了數據支撐。在這次過程期間，我們為風云三號G星提供了多期空間天氣服務。”
除了威脅航天器運行以外，地磁暴還會威脅地球短波通信。短波通信是一個嚴重依賴地球電離層的通信方式，當地磁暴發生時，電離層電子密度分布會發生很大變化，從而造成不同頻率的無線電波的反射率發生變化，導致較高頻率的無線電波不能反射；這時如果采用無磁暴時的短波傳播信號，電波原有的接收點接收到的信號會大幅度衰減，甚至完全接收不到，從而造成短波通信的中斷。
薛炳森表示，未來3至4年，太陽仍處于活躍期，地磁暴等仍會呈現多發態勢，但對公眾日常生活影響不大，不用恐慌。有效應對地磁暴威脅首先要密切監測太陽活動、及時準確研判并預報其可能發生的地磁暴。
中國氣象報社出品
專家顧問：
國家空間天氣監測預警中心首席預報員 薛炳森
北京天文館研究員朱進
中國科學院地質與地球物理研究所副所長、中國科學院地球與行星物理重點實驗室主任 魏勇
作者：中國氣象報全媒體記者張娟 王美麗
編輯：姜虹
審核：段昊書