绚丽极光如何产生？还要从太阳活动说起

欣赏极光，不再是地球南北极区域独有的体验。近期，我国北方多地观测到极光。这些较低纬度地区的极光是如何产生的？太阳活动对极光的产生，乃至空间天气的变化又有什么影响？《新闻直播间》周末特别策划——科技推动力，一起“感受太阳爆发活动带来的奇观”。

绚烂极光频现

北纬40度以南多地拍到

最近几天，天文和摄影爱好者在多国和我国多地观测到美丽的极光。在我们以往的印象中，只有在南北极或者接近南北极的高纬度地区才能看到极光。

最近，不仅是高纬度地区，在我国的黑龙江、吉林、新疆、内蒙古，甚至是在青海、河北、北京一些北纬40度以南的地区，也都观测到了极光。而且，今年出现极光已经不是第一次了。那问题来了，美丽的极光是怎么产生的？都说极光的出现和地球磁场受到干扰有关，那它对我们的生活会产生什么影响？怎么监测和应对呢？今天的《科技推动力》，记者带着这些疑问，到中国气象局国家空间天气监测预警中心去寻找答案。

地球磁场受到扰动

较低纬度也可见极光

中国气象局国家空间天气监测预警中心首席预报员宋乔：极光现象实际上是来自地球外部的粒子，从地球的两极区域沿着磁场，因为两极磁场的磁力线是进去或者出来的方向，沿着磁场然后运动到两极区域，跟地球大气的粒子产生相互作用，这样就会有发光现象。

据介绍，极光现象并非罕见，在地球磁场稳定的情况下，人们在地球南北极圈及附近区域经常可以看到极光现象。但是如果地球磁场出现外部扰动，极光的出现区域也会随之出现摆动和变化。

中国气象局国家空间天气监测预警中心首席预报员宋乔：如果这个粒子流的强度比较强，太阳活动对地磁造成比较大的扰动，这个极光带，就是椭圆的这个范围会向低纬度扩展，向低纬度延伸。这样的话，偏低纬度一点的地方，有可能会看到极光。

极光现象与太阳剧烈活动

有密切联系

专家表示，近期频繁出现的极光现象，实际上与地球磁场受到扰动有关，而地球磁场受到扰动，与太阳的剧烈活动有密切联系。今年10月份以来，太阳已经爆发了多次大耀斑和日冕物质抛射，使地球磁场受到扰动，出现了地磁暴，人们对地磁暴最直观的感受就是它所带来的极光。

太阳能量释放：耀斑和日冕物质抛射

地磁暴是太阳表面活动引起的地球磁场全球性剧烈扰动现象，而耀斑和日冕物质抛射是太阳最主要的两种能量释放方式。耀斑主要表现为太阳某一块区域突然亮度增加，日冕物质抛射则是太阳表面向外抛出大量的磁化等离子体。

中国气象局国家空间天气监测预警中心首席预报员陈安芹：日冕物质抛射出来一些等离子体，它会压缩我们的地球磁层，扰动比较大的话，就是地磁暴了。

太阳活动高峰期 有X级大耀斑爆发

监测显示，今年10月份以来，太阳已经爆发了多次X级别以上的大耀斑，而X级是太阳耀斑的最高等级，X后面的数字越大，强度也就越强。北京时间10月2日和3日，太阳分别爆发了X7.1级和X9.0级的大耀斑，其中10月3日的X9.0级大耀斑更是太阳自2017年9月6日以来的最强爆发。紧接着，在10月8日和9日，太阳又相继爆发了X2.1级和X1.8级两次大耀斑。

中国气象局国家空间天气监测预警中心首席预报员宋乔：地球上一年有四季，有高温、低温，总会在夏天的时候会出现一个高温天气。太阳活动也是类似的，就是说在太阳活动高峰的时候，峰年前后，它总会有一些大的X级耀斑。

太阳活动11年一个周期 或明年7月达峰值

据介绍，太阳活动平均每11年为一个周期，称为太阳活动周。目前是第25个太阳活动周。在这期间太阳活动强度会出现由弱变强，再由强变弱的过程。第25个太阳活动周从2019年12月开始，2025年7月预计达到峰值，2030年左右结束。目前时间上已经十分接近太阳活动的峰值，因此太阳在这段时间爆发大级别耀斑也属于正常现象。

不同于风雨雷电

空间也有天气变化

不同于近地面的风雨雷电，空间也有天气的变化。专家介绍，太阳的瞬间剧烈活动通常会引起空间环境的剧烈变化，这在国际上被称为空间天气。我们常见的风雨雷电等天气现象，可能会一定程度上影响我们的生活，而空间天气的变化有所不同，它对我们的日常生活、身体健康的影响微乎其微，因为地球大气层已经替我们挡住了X射线和高能粒子的侵袭。但空间天气的剧烈变化会影响到卫星通信、导航定位等需要高精度应用的活动。

中国气象局国家空间天气监测预警中心首席预报员陈安芹：空间天气完全没有这些冷热的概念。它一般是指从地球上空几十公里一直延伸到太阳的整个区域。比如包括太阳活动的预报、行星际天气预报、磁层天气预报、电离层天气预报、中高层大气的天气预报这些方面。

空间天气变化对卫星通信导航定位等有影响

据了解，包括太阳耀斑和日冕物质抛射等空间天气现象主要会影响与人类日常生活密切相关的卫星通信、导航定位、航空飞行、电力、输油管道等领域。例如在航天活动方面，灾害性空间天气产生的大量高能粒子会影响卫星的运行安全；高层大气密度增加会改变低轨道卫星的运行姿态和运行轨道。

电离层是电波信号传播媒介 扰动影响精度

在通信导航定位方面，电离层作为通信导航定位系统电波信号传播的媒介，其中的扰动会影响通信导航定位的精度，甚至完全失效。不过，太阳耀斑、日冕物质抛射等空间天气现象并不会影响我们地球上的人体健康。

中国气象局国家空间天气监测预警中心首席预报员宋乔：因为有地球大气层的保护，所以X射线或者一些高能粒子，它都会在到达地球外层大气的时候就被外层大气吸收或者挡住，所以说基本上不会影响到我们的地面的人体的健康。

开展空间天气监测预报预警

十分必要

天气预报研究风雨影响，讲究的是“未雨绸缪”。空间天气预报也是一样，可以提前对太阳活动进行监测，对空间天气事件的发生时间和强度进行预报，判断它可能产生的影响范围和程度，这样就可以提醒相关部门采取应对措施，所以，开展空间天气预报、预警就显得非常必要。

为了能够实现空间天气的预报和预警，1992年，中国科学院国家空间科学中心就成立了空间环境预报中心，这是我国第一个专业的空间天气预报机构，30多年来，为我国载人航天工程等国家重大航天任务提供了全过程的空间环境预报保障。

中国气象局国家空间天气监测预警中心首席预报员陈安芹：我们国家为了更好地开展空间天气的业务，在2002年的时候，中国气象局成立了国家空间天气监测预警中心，也就是我们这边。

布下“天罗地网” 全方位诊断空间天气

空间环境监测主要分为地基监测和天基监测两种方式。简单来理解，就是天地联合布下“天罗地网”对空间天气进行全方位诊断。

中国气象局国家空间天气监测预警中心首席预报员陈安芹：在天基观测的主要是风云卫星，我们大约有十颗卫星，可以实现从太阳、电离层到磁层的观测。

“羲和号”“夸父一号”获得太阳探测数据

近年来，我国在空间天气和空间环境监测方面的投入迅速增加。2021年和2022年，我国先后发射了中国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”以及我国首颗综合性太阳探测卫星“夸父一号”。两颗卫星实现了我国太阳探测的重大突破，填补了太阳观测数据的空白。

子午工程Ⅱ期完成建设 提升空间监测能力

“十三五”国家重大科技基础设施——子午工程Ⅱ期“空间环境地基综合监测网”也已经在2024年完成建设，未来将全面提升我国对空间环境的监测能力，为减少空间天气事件对我国的影响提供科学和技术支撑。

随着科技的发展，空间天气对我们普通人来说也不再是个新名词。大国重器，让我们对太阳活动的监测能力不断增强，对空间天气的预报预警也更加及时准确。借助预报，所涉及的相关行业可以“看天气作业”，以此来削减空间天气剧烈变化带来的不利影响，让作业更精准更有效。

（央视新闻客户端）

编辑/朱葳