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什么是磁暴？

生活百科磁暴


什么是磁暴？


當(dāng)太陽(yáng)表面活動(dòng)旺盛 ， 特別是在太陽(yáng)黑子極大期時(shí) ， 太陽(yáng)表面的閃焰爆發(fā)次數(shù)也會(huì)增加 ， 閃焰爆發(fā)時(shí)會(huì)輻射出X射線、紫外線、可見光及高能量的質(zhì)子和電子束 。其中的帶電粒子（質(zhì)子、電子）形成的電流沖擊地球磁場(chǎng) ， 引發(fā)短波通訊所稱的磁暴 。所謂強(qiáng)烈是相對(duì)各種地磁擾動(dòng)而言 。其實(shí)地面地磁場(chǎng)變化量較其平靜值是很微小的 。在中低緯度地區(qū) ， 地面地磁場(chǎng)變化量很少有超過幾百納特的（地面地磁場(chǎng)的寧?kù)o值在全球絕大多數(shù)地區(qū)都超過 3萬(wàn)納特） 。一般的磁暴都需要在地磁臺(tái)用專門儀器做系統(tǒng)觀測(cè)才能發(fā)現(xiàn) 。
磁暴是常見現(xiàn)象 。不發(fā)生磁暴的月份是很少的 ， 當(dāng)太陽(yáng)活動(dòng)增強(qiáng)時(shí) ， 可能一個(gè)月發(fā)生數(shù)次 。有時(shí)一次磁暴發(fā)生27天（一個(gè)太陽(yáng)自轉(zhuǎn)周期）后 ， 又有磁暴發(fā)生 。這類磁暴稱為重現(xiàn)性磁暴 。重現(xiàn)次數(shù)一般為一兩次 。
磁暴能改變?nèi)嗽斓厍蛐l(wèi)星的姿態(tài) ， 比如它能改變衛(wèi)星上遙感器的探測(cè)方向 。大磁暴還會(huì)影響定位、導(dǎo)航和短波通訊 ， 但一般不會(huì)影響手機(jī) 。大磁暴產(chǎn)生的附加電流對(duì)電力系統(tǒng)會(huì)有一定影響 。此外 ， 出現(xiàn)大磁暴時(shí) ， 放飛的鴿子會(huì)因迷路而回不了家 ， 因?yàn)轼澴邮茄卮帕€飛行的 ， 而大磁暴會(huì)改變磁力線的方向 。據(jù)了解 ， 在太陽(yáng)活動(dòng)比較劇烈的時(shí)候 ， 突發(fā)性大磁暴就比較多 。
19世紀(jì)30年代 ， C.F.高斯和韋伯建立地磁臺(tái)站之初 ， 就發(fā)現(xiàn)了地磁場(chǎng)經(jīng)常有微小的起伏變化 。1847年 ， 地磁臺(tái)開始有連續(xù)的照相記錄 。1859年9月1日 ， 英國(guó)人卡林頓在觀察太陽(yáng)黑子時(shí) ， 用肉眼首先發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)耀斑 。第二天 ， 地磁臺(tái)記錄到 700納特的強(qiáng)磁暴 。這個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)和巧合 ， 使人們認(rèn)識(shí)到磁暴與太陽(yáng)耀斑有關(guān) ， 還發(fā)現(xiàn)磁暴時(shí)十分活躍 。19世紀(jì)后半期磁暴研究主要是積累觀測(cè)資料 。
20世紀(jì)初 ， 挪威的K.伯克蘭從第一次國(guó)際極年（1882～1883）的極區(qū)觀測(cè)資料 ， 分析出引起極光帶磁場(chǎng)擾動(dòng)的電流主要是在地球上空 ， 而不在地球內(nèi)部 。為解釋這個(gè)外空電流的起源以及它和極光、太陽(yáng)耀斑的關(guān)系 ， 伯克蘭和F.C.M.史篤默相繼提出了太陽(yáng)微粒流假說(shuō) 。到30年代 ， 磁暴研究成果集中體現(xiàn)在查普曼·費(fèi)拉羅磁暴理論中 ， 他們提出地磁場(chǎng)被太陽(yáng)粒子流壓縮的假說(shuō) ， 被后來(lái)觀測(cè)所證實(shí) 。
50年代之后 ， 實(shí)地空間探測(cè)不但驗(yàn)證了磁暴起源于太陽(yáng)粒子流的假說(shuō) ， 并且發(fā)現(xiàn)了磁層 ， 認(rèn)識(shí)了磁暴期間磁層各部分的變化 。對(duì)磁層環(huán)電流粒子的存在及其行為的探測(cè) ， 把磁暴概念擴(kuò)展成了磁層暴 。
磁暴和磁層暴是同一現(xiàn)象的不同名稱 ， 強(qiáng)調(diào)了不同側(cè)面 。盡管磁暴的活動(dòng)中心是在磁層中 ， 但通常按傳統(tǒng)概念對(duì)磁暴形態(tài)的描述仍以地面地磁場(chǎng)的變化為代表 。這是因?yàn)?nbsp;， 人們了解得最透徹的仍是地面地磁場(chǎng)的表現(xiàn) 。
在磁暴期間 ， 地磁場(chǎng)的磁偏角和垂直分量都有明顯起伏 ， 但最具特征的是水平分量H 。磁暴進(jìn)程多以水平分量的變化為代表 。大多數(shù)磁暴開始時(shí) ， 在全球大多數(shù)地磁臺(tái)的磁照?qǐng)D上呈現(xiàn)出水平分量的一個(gè)陡然上升 。在中低緯度臺(tái)站 ， 其上升幅度約10～20納特 。這稱為磁暴急始 ， 記為SSC或SC 。急始是識(shí)別磁暴發(fā)生的明顯標(biāo)志 。有急始的磁暴稱為急始型磁暴 。高緯臺(tái)站急始發(fā)生的時(shí)刻較低緯臺(tái)站超前 ， 時(shí)間差不超過1分鐘 。

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