预测人员警告称,由于一个巨大的日冕洞正在将太阳风吹向我们,可能会发生G2级地磁暴。
(图片来源:左:NOAA GOES。右:Canva Pro)一个巨大的蝴蝶形日冕洞已经出现在太阳大气层中,目前正向地球喷射一股快速移动的太阳风,这可能会在本周末引发中度地磁暴和令人眼花缭乱的极光。
预计来自这一引人注目的特征(跨度约为 310,000 英里,即 500,000 公里)的高速太阳风将于 9 月 14 日左右到达地球。
美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的空间天气预测中心发布了稍微谨慎的预测,预计峰值仅为 G1 级。但如果太阳的嵌入式磁力线与地球的磁力线有利地对齐,则仍然存在更强活动的潜力。
地磁暴的强度分为五个等级,从 G1(轻微)到 G5(极端)。当地球磁场与太阳风相互作用时,就会发生地磁暴。来自太阳风的带电粒子与上层大气中的气体(如氧气和氮气)碰撞,将能量传递给它们。这种能量以光的形式释放出来,产生了夜空中看到的五彩缤纷的景象。太阳风越强,极光就会变得越活跃,分布范围也越广。NOAA 的 WSA-Enlil 太阳风模型显示了预测的等离子体密度(顶部)和径向速度(底部)在整个太阳系中的情况。太阳位于中心(黄色),地球是绿色,STEREO A 是红色。这些预测有助于追踪太阳风流和潜在的 CME 影响。(图片来源:美国国家海洋和大气管理局空间天气预测中心)
罗素-麦克菲伦效应
本周末的暴风雨预警恰逢极光观测的特殊时期。在春分和秋分前后,地球在太空中的方向使地球的磁场更容易与太阳风携带的星际磁场连接。这种对地磁活动的季节性增强被称为罗素-麦克菲伦效应,由地球物理学家克里斯托弗·罗素和罗伯特·麦克菲伦于 1973 年首次描述。
在春秋分时,太阳直射地球赤道,使两个半球的昼夜相等。与此同时,地球的磁极排列的方式使入射的太阳风流可以更有效地与磁层连接。在一年中的大部分时间里,地球的倾斜导致地球和太阳的磁场略微错位,这有助于偏转一些入射的带电粒子。但在二分点前后,这种天然缓冲会减弱。因此,空间天气扰动(例如来自日冕洞或日冕物质抛射 (CME))可能会产生更强的冲击。
长期研究表明,在春分和秋分月份发生地磁暴的可能性大约是 6 月和 12 月冬至前后发生地磁暴的两倍。随着秋分在 9 月 22 日到来,即使是适度的太阳风流也已准备好产生比其他情况更明亮、更广泛的极光。