2017-09-07

 

作者:李志涛

中国科学院国家空间科学中心 空间环境研究预报室

 

北京时间 2017 9 6 19:53 ,太阳爆发 X9.3 级特大耀斑!这恰逢中国的传统节日——中元节的第二天,中科院空间环境预报中心便将这次大事件命名为“中元节事件”!

 

 

X9.3级大耀斑

 

这可是第 24 太阳活动周以来最大级别的耀斑!而上次出现超过这种级别的耀斑还要追溯到遥远的 2005 年,当时还处于第 23 太阳活动周的末期!

 

这次太阳大爆发是由黑子群 AR2673 产生的。它自 8 29 日转入日面时,并不起眼,面积一直比较小,也比较稳定,没有引起太大的关注。

 

 AR2673的逆袭

 

  然而, 9 3 日之后,所谓“敢叫日月换新天”。它迅速增大,从 130 个太阳面积单位很快滴涨到了最新的 960 个太阳面积单位,大致相当于几十个地球那么大,逐渐开始发力,连续爆发了一连串的 M 级大耀斑。

 

看!多么炫彩的烟花!多么热闹的太阳!

 

莫非是要给中国人冷清的“鬼节”烘托点热闹的气氛不成?

   

 太阳烟花大汇演

 

 大耀斑的实时监测

  

那么,耀斑是什么?通俗地讲,耀斑是太阳大气局部区域突然变亮的活动现象,是太阳爆发最直接的表征,是太阳风暴的直接原因!

 

与太阳耀斑伴随的,是剧烈增强的电磁辐射、大量的高能带电粒子流、海量的等离子体云,这些都会给地球空间环境造成严重的威胁,就是我们常说的太阳风暴三轮大攻击,将带来一系列的空间天气灾害。

  

 三轮攻击

 

截至目前, AR2637 的爆发威力已经逐步显现了!

 

第一轮攻击, M 级耀斑引起电离层突然骚扰!

  

 

 随耀斑而来的电离层突然骚扰

  

电离层突然骚扰会引起向阳面电离层的电离增加,影响短波通讯。北京时间 9 5 日白天发生的几次 M 级耀斑,导致 12:45 开始我国绝大部分地区电离层发生短波吸收现象,部分地区发生全吸收,事件持续至 13:30

 

第二轮攻击,耀斑喷发的高能粒子引起太阳质子事件!

 

  

两年多都未曾出现的中等太阳质子事件

 

太阳质子事件是指地球同步轨道处,能量大于 10MeV 的质子流强度连续 15min 达到或超过 10pfu 的事件。比较大的太阳质子事件会导致地球所有轨道的单粒子效应的明显增加。北京时间 9 5 日的 M5 级耀斑,已经引起了两年多都未曾出现的中等太阳质子事件,而 9 6 日爆发的 X9 级特大耀斑,导致太阳质子通量的再次走高。

 
  第三轮攻击,耀斑爆发伴随的日冕物质抛射引起地磁暴!

 

  

X9级耀斑伴随的强烈日冕物质抛射

即将开始的第一波地磁暴

 

 地磁暴就是全球性地球磁场剧烈扰动的现象!发生强地磁暴时,会导致地球低轨道大气密度的急剧增大,对卫星的拖曳效应迅速上升,引起卫星轨道的快速衰减;会导致磁尾热等离子体注入,地方时子夜到凌晨的中高轨卫星的表面充放电效应概率增高;地磁暴及其后数天,可能引发高能电子暴,高轨卫星的深层充电效应概率增大;可能发生电离层暴,引起全球导航定位精度下降。

 

北京时间 9 5 日和 6 日的大耀斑伴随的日冕物质抛射都会到达地球,将在 9 7-9 日引起中等以上地磁暴。之后,将会陆续有高能电子暴、电离层暴等等。。。。。

 

未来几天,黑子群 AR2673 仍有可能产生大的爆发。就让我们接着欣赏这第 24 活动周末期少有的大戏吧!

 

后记:

 

看到太阳上这么频繁的爆发,仿佛又回到了太阳活动高年的感觉。现实呢,现在是 2017 9 月,正儿八经的第 24 活动周太阳活动低年。那么,太阳上怎么会一反常态得如此花团锦簇般地红火呢?

 

虽然一般来讲,太阳黑子主要出现太阳活动的高年,像本活动周的 2011-2014 年,就有太阳黑子的集中爆发。

本活动周高年的几个大黑子

 

不过,即使在太阳活动水平相对较低的年份,并不意味着太阳永远是一片宁静的。由于太阳黑子非常得不稳定,它的演化时间往往只有几天的时间,这就导致了太阳爆发活动的偶然性、随机性,以至于在太阳活动低年也会偶发一些大的爆发现象。

 

例如在上个活动周的低年—— 2006 年末出现的黑子 AR930 ,就爆发了好几个 X 级耀斑,还引发了地磁 Ap 指数超过 100 的强地磁暴。

 

  

 2006年底的大耀斑

 

 2006年底的大地磁暴

 

而最新的代表就是目前正在太阳上“活蹦乱跳”家伙—— AR2673

 

坏笑的AR2673

 

第23—25活动周的太阳活动水平

(第24末尾和第25活动周为预测)

 

虽然目前已经到了第 24 活动周的太阳活动低年,我们仍不能掉以轻心。因为,看似温顺的太阳随时会发“脾气”,突然地爆发太阳风暴!

 

在未来的第 25 活动周,我们预计太阳活动水平将比第 24 活动周的水平更高,太阳必将有更加猛烈的爆发!

 

作者:李志涛中科院国家空间科学中心空间环境研究预报室

 国家空间科学中心

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