太阳耀斑的杀伤力有多强（关于磁暴和太阳耀斑）

网友提问： “我知道耀斑可以电离地球大气并干扰无线电信号通信。我想进一步了解这种现象以及耀斑的其他影响。”

答：耀斑及其伴生的太阳活动对地球有着广泛的影响。我向你推荐本文，这里列举了太阳对于地球的影响（包括耀斑）。

图解：在2012年8月31日爆发的太阳耀斑，曾一直徘徊在太阳的大气层、日冕，有着长长的日珥/丝状体喷发至太空中。

你已经知道，太阳耀斑主要影响通信与无线电传输。这些高能粒子也通过其他途径影响地球。耀斑通常伴随着日冕物质、电子、质子以及离子抛射。地球对此有着天然的防护层：磁场与大气阻隔了大部分粒子。不过，仍有少量的高能粒子得以进入极低地区的大气。

图解：太阳风粒子和地球磁层交互作用的示意图 （未依实际比例）。

耀斑带来的最壮观最美丽的现象非极光莫属。高能粒子（尤其是电子）在极地地区沿着磁场线加速，与大气中的粒子相碰撞并使其发光-这光便是我们所见的极光。

图解：极光，是一种等离子体现象，主要发生在具有磁场的行星上的高纬度区域，而在地球上的极光带即是经度上距离地磁极10°至20°，纬度宽约3°至6°的区域。当磁暴发生时，在较低的纬度也会出现极光。

耀斑也带来了飞行员与宇航员的健康问题。对于绝大部分时间都在地表度过的我们而言，磁场与大气隔绝了大部分有害辐射和高能粒子。然而在高空中情况却大不相同。飞行员在极高的海拔飞行，通常接近极低，因此更多地暴露在有害环境中。宇航员也是如此。这导致了飞行员与机组人员更高的癌症患病率。甚至曾有宇航员报告看到了闪光-那是因为高能的质子击中了他们的眼睛！

相关天文知识

磁暴（通常称为太阳风暴）是由太阳风冲击波与地球磁场相互作用的磁场云引起的地球磁气圈的临时扰动。

引起风暴的可能是太阳日冕物质抛射（CME）或着是同转相互作用区（CIR），来自日冕洞的高速太阳风磁暴的频率伴随太阳黑子周期呈现增加或减少。在太阳活动最强的时候，地磁暴的发生频率更高，其中大部分是由CME产生的。在太阳活动最小的时候，风暴主要由CIR产生（尽管CIR风暴在太阳活动最大的时候比在太阳活动最小的时候更频繁）。

图解：在1989年3月磁暴期间，监测太空天气的GOE-7，它的莫斯科中子监测器纪录了日冕质量抛射（CME）的通过，磁场强度降到被称为福布希衰减的数值。

太阳风压的增加最初压缩了磁层，太阳风的磁场与地球磁场相互作用，并将增加的能量转移到磁层中。这两种相互作用都会导致等离子体在磁层中运动的增加（由磁层内部电场的增加所驱动），以及磁层和电离层中电流的增加。在地磁风暴的主要阶段，磁气圈中的电流产生磁力，将磁气圈和太阳风之间的边界向外推出。

图解：近地空间环境中的磁层。

一些天气现象往往与地磁风暴有关，又或者是由地磁风暴引起的。这些包括太阳高能粒子（SEP）事件、地磁感应电流（GIC）、引起无线电和雷达闪烁的电离层干扰、磁罗盘导航中断以及比正常低很多纬度的极光现象。

有记录的最大的地磁风暴，是发生在1859年9月的卡林顿事件，摧毁了部分最新建立的美国电报网并引发了火灾，此事震惊了许多电报员。1989年，一场地磁风暴激发了地面感应电流，扰乱了魁北克大部分地区的电力系统，并伴随产生了极光，影响范围直至最南边的德克萨斯州。

太阳耀斑是太阳上突然出现的极强亮度的闪光，通常在太阳表面附近和靠近太阳黑子群的地方观测到，强大的耀斑通常伴随着日冕物质抛射。即使是最强大的耀斑也几乎无法在太阳总辐照度（“太阳常数”）中检测到。

太阳耀斑发生在一个能量的幂律谱中；通常10^20焦耳的能量释放足以产生一个清晰可见的物体，而一个主要物体可以发射高达10^25焦耳的能量。

耀斑与等离子体和粒子通过日冕喷射到外层空间密切相关；耀斑也大量发射无线电波。假设喷射方向是地球，与此干扰有关的粒子可以穿透上层大气（电离层）并引起明亮的极光，甚至可能中断远程无线电通信。太阳等离子体喷射到地球上通常需要几天时间。耀斑也发生在其他恒星上，也就是所谓的恒星耀斑。高能粒子，可能是相对论性的，几乎可以与电磁辐射同时到达。

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3.HPYULEMAR 西西西-curious

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