日冕现象，太阳耀斑地震

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央视网消息（记者/阚纯裕剪辑/姚抒廷）：近日，关于“地磁暴”的话题空降热搜榜单，不少网友感到疑惑，地磁暴是什么？为什么突然引起众多讨论？
其实，这与最近的太阳活动有关。中科院空间环境预报中心官网信息显示，1月6日以来，已出现三个X级大耀斑，分别为X1.2级、X1.9级和X1.0级。
太阳发出X级耀斑意味着什么？会对地球和人类造成哪些影响？正在进行空间科学研究的赫尔辛基大学博士后、知乎答主张沛锦（@Pjer）接受了央视网《新闻+》栏目记者的采访。
张沛锦表示，目前发生的X级耀斑并未指向地球，但目前正处于太阳活动走向活跃期的上升年，在此期间，无法排除发生指向地球的太阳耀斑的可能。
总的来说，指向地球的太阳耀斑爆发对我们的影响可分为三个阶段：第一阶段，以光速传播的电磁波8分钟内到达地球，对地球电离层产生扰动；第二阶段，在几十分钟到几个小时之间，高能粒子以接近光速到达地球，轰击近地轨道的航天器；最后，日冕物质抛射的等离子体在几天之后到达地球，可能会造成供电设备故障等影响，也就是网友们高度关注的“地磁暴”。
什么是太阳X级耀斑？
张沛锦：太阳爆发会有各种各样的反应，其中X射线流量是一个比较稳定的参数，X射线越强，耀斑就越强，所以我们根据X射线流量把耀斑分成 A、B、C、M、X，共5级，逐级递增10倍（比如M4.3级耀斑是C4.3的十倍），X是最高级别的爆发。一个字母后面会跟一个数字对强度做细分,和地震震级有所区别的是，它的数字部分是线性的，比如X10和X1之间就是10倍的区别。
我们知道每11年是一个太阳周期，每一个太阳周期里，可能只有一两个X10或 X20级以上的大耀斑。上一个活跃期是2013年到2015年之间，下一个太阳高年大概是2024年到2025年之间。
2023年的这几次耀斑事件都是强度比较低的X级，但是我们处于太阳活动上升年，接下来太阳活动可能会越来越剧烈。
不过，耀斑爆发时太阳活动区朝向地球，伴随的日冕物质抛射的方向也是地球，才会给地球造成很大的影响，例如导致供电设备的损坏。
空间天气观测让我们可以根据太阳耀斑爆发时的活动情况预测它接下来是不是会朝向地球，是不是产生对于地磁场的压迫，是不是会喷射高能粒子到地球附近。
太阳X级耀斑是非常罕见的现象吗？
张沛锦：其实X级耀斑在太阳活动高年是很常见的，2022年就有7次，但大家可能并没有感觉到或者听说有X级耀斑，所以 X级耀斑并不是一个灾难性的概念。如果一个X级耀斑完全发生在太阳背面，没有朝向地球，对地球的影响是很小的。
上一次太阳耀斑给地球造成非常大的影响是在1859年，被称为卡灵顿事件，当时造成了供电设备的损坏，出现了戴着耳机的电报员被电击的现象。
不过随着人类科技的发展，我们使用更加精密的通信设备、更加密集的供电网络，有更多的卫星在轨道上，所以我们面对空间天气灾害带来的近地空间环境的扰动，它的影响会比没有进入电气化时代的古人所感觉到的严重得多。
太阳X级耀斑会给地球和人类活动带来哪些影响？
张沛锦：其实我们谈论X级耀斑对地球的影响，一般是三波。
第一波是电磁波，X射线、极紫外、射电辐射都是电磁波，太阳耀斑爆发之后，它会以光速向四面八方传播，8分钟就能到达地球。就我们现在的观测手段而言，我们不能跑得过光速，看到它爆发的时候，电磁波已经到达地球，所以我们很难去预防。电磁通讯可能会受到一定的干扰，比如GPS信号、WiFi连接、收音机信号等等。我们通常意义上说网卡了，可能就是信号传输不是很通畅或者被干扰的情况。
第二波就是高能粒子，因为活动很剧烈的太阳会加速一些高能粒子，比如电子、质子，它们会以接近光速向地球运动。高能粒子会朝向整个太阳系散发，当然也会到地球附近。它到达地球会比电磁波晚一些，需要几十分钟到几个小时不等。因为地磁场在保护着地球，抵御高能粒子的轰击，但是在地外的卫星和其他航天器上的电子设备、航天员会受到一些威胁。
我们最关心的，也是给地面造成最大影响的第三波——日冕物质抛射。等离子体会在太阳耀斑发生几天之后到达地球附近，挤压地球的磁场，对地磁场造成扰动。剧烈的地磁扰动就是大家所说的地磁暴，如果地磁暴非常活跃的话，极光也会很活跃。地球磁场的变化会给人类建造的大块导体，比如供电线、金属管道的两端造成很强的感应电势差，可以理解为很高的电压，一方面会损坏设备，一方面非常危险。
不过，现在的观测手段给我们预留了一些时间去预判它，采取一些措施降低影响。
空间天气科学家争取到的几天准备时间，人类能做什么？
张沛锦：如果我们能预测到几天之后将会有很大的地磁扰动，在地磁扰动将要到来的时候，我们就把供电设备关掉，这样就可以起到保护作用，至少变电站、电力传输设备是不会被损坏。而且地磁扰动也会影响近地空间环境（例如高层大气密度变化），影响到航天器的飞行状态。因此近地卫星或者相关的航天计划都要根据这种预测做出相关调整。

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日冕现象，太阳耀斑 地震

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