在我們生活的太陽系裡,太陽是絕對的"權威",各個天體都受到太陽引力等方面的主導。
地球上生命的生存與發展,仰賴的也是太陽的光輝,但也會面臨太陽爆發活動的風險。因此,對太陽的研究至關重要。太陽爆發等強烈太陽活動,會影響人類航太航空、導航定位、短波通訊等。我們最直觀地看到極光,這也是太陽活動的標誌。日前,國家空間氣象監測預警中心發布最新研判,本輪太陽活動週的高峰預計在2024年至2025年到來,目前正處於高峰附近。那麼,太陽活動週進入峰年階段具體會帶來什麼影響呢?又該如何對其進行監測?
什麼是太陽活動?為何和黑子有關?
國家太空氣象監測預警中心主任王勁松表示,太陽活動是指太陽表面大氣中間的所有現象的一個總稱,我們大家比較熟悉的是太陽黑子、日珥、耀斑,還有日冕物質拋射等。太陽的光球表面有時會出現一些暗的區域,它是磁場聚集的地方,這就是太陽黑子。太陽黑子是太陽活動的基本標誌。
什麼是「太陽活動週」?
2024年到2025年是太陽活動週的高峰年,這也證明太陽活動的強弱是具有週期性。
太陽活動強弱的週期性,一般以太陽黑子數的平滑月均值來表徵,一個太陽活動周平均長度為11.2年。國際規定,以1755年為第一個太陽活動週的開始時間。這樣計算下來,2024年,太陽正處於第25太陽活動週。
會發生特大地磁暴嗎?還有什麼影響?
說到太陽活動其實我們熟知的就是地磁暴,2024年3月23日,太陽爆發X1.1級耀斑,並引發日冕物質拋射事件。國家空間氣象監測預警中心及時監測到該現象,準確預測了其後發生的地磁暴,並發布預警訊息。
3月24日23時至3月25日2時,地球發生特地磁暴,空間高能粒子沿地球磁力線注入地球兩極,使得高層大氣被部分激發,出現極光現象。儘管當時處於滿月時期,但在我國黑龍江漠河、內蒙古根河等地依然拍攝到了清晰的極光。
太陽活動如何影響衛星?
太陽活動對人體的影響是很小的,地磁暴對人體的影響更可以忽略不計,但會對短波通訊等產生影響,不過持續的時間也不會太長。對地面設施,如電網、油氣等長距離輸送線路上也容易形成感應電流,造成電網跳閘、管道腐蝕加劇等影響。
此外,地磁暴可能導致衛星導航設備誤差增大,航空飛行也會面臨通訊環境變差和跨極區輻射的雙重風險。例如,在2022年2月份,受地磁暴影響,多顆美國星鏈衛星未能依照計畫進入預定軌道。當時發生了兩次地磁暴,剛發射升空的星鏈衛星還來不及"舒展筋骨",就被各種微粒"撞暈"了。
曾損毀「星鏈」衛星太陽活動如何影響衛星?
根據太空探索技術公司說,2022年發生的地磁暴使「星鏈」衛星所在區域的大氣變暖,密度增加,大氣阻力比以往發射時的水平增加高達50%。 「星鏈」團隊隨後控制衛星進入安全飛行模式,讓衛星「側身」飛行,以降低大氣阻力。不過,大部分衛星進入安全模式後一直無法恢復正常模式。
國家太空天氣監測預警中心太空天氣技術研發室主任宗位國:地磁暴它實際上是地球的磁場擾動,它會加熱中高層大氣,然後引起中高層大氣密度的增加,從而引起低軌航天器軌道的加速下降。著名的事件就是2022年初,「星鏈」在發射過程中因為一個小的地磁暴發生以後,軌道大氣密度增加,導致它38顆衛星沒有能夠入軌,從而重返大氣層墜毀了。
監測太陽活動有哪些「國之重器」?
太陽活動高峰年來了,那麼我們日常如何監測呢?其實,我國在記錄太陽活動,監測地磁暴等方面進行過許多有益的探索。
2024年1月,我國「誇父一號」衛星成功地記錄了第25太陽活動週截至目前最大的耀斑。
這是一個X5.0級耀斑,出現在北京時間2024年1月1日,太陽爆發耀斑的同時還伴隨日冕物質拋射,這也再次刷新了第25太陽活動週最大耀斑的紀錄。
「誇父一號」是我國首顆綜合性太陽探測衛星,於2022年10月發射,「誇父一號」衛星的三個載荷成功地追蹤和記錄了這次爆發,為太陽物理學家帶來加速高能電子的相關資訊。
2024年2月,探日先鋒-「羲和號」衛星又傳回了好消息。南京大學太陽物理團隊基於「羲和號」全日面光譜成像,分別建構了一個太陽暗條和一個日珥的三維速度場。這項研究成功重現了暗條、日珥等離子體物質的膨脹、拋射、回落、旋轉和分裂等現象,以後監測太陽活動就像地球上的天氣預報一樣簡單。據了解,「羲和二號」計畫於2026年左右發射。它是一顆對太陽進行立體探測的衛星,可以更詳細地了解太陽爆發活動對地球的影響。
2023年9月,全國重大科技基礎設施子午工程第二期標誌性設備之一圓環陣太陽射電成像望遠鏡順利通過製程測試,正式完工。它位於海拔3820公尺的甘孜州稻城縣,狀如一顆巨大的「千眼天珠」。 313支天線均勻分佈在直徑1公里的圓環上,是目前全球規模最大的綜合孔徑電波望遠鏡。其主要任務是即時監測太陽的活動,預測太陽活動對地球的影響。
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