磁暴
全球地磁场的剧烈扰动事件
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历史版本
磁暴（magnetic storm），[1]又称地磁暴（geomagnetic storm），[2][3]指太阳活动引起地球磁场持续几小时至几天 的、全球性的剧烈扰动。[3][4]太阳活动产生的太阳风或磁云携带着大量带电粒子冲击地球时，使地球磁层压缩变形并使磁场在短时间内发生剧烈、大幅度扰动的现象。[2]
1806年12月，亚历山大·冯·洪堡（Alexander von Humboldt）在柏林观测到强磁偏转，并注意到与地面磁异常同时消失的北极光，他在1808年发表的文章中将这一地面磁扰动现象命名为磁暴。[9]磁暴的发生与太阳活动关系密切，在太阳活动强盛时，喷 发的大量带电粒子进入地球上空，与高层大气相互作用并导致地球磁层中的电流、等离子体和场发生剧烈变化，而引起磁暴，并可波及全球，持续数小时至数日。[3][1]驱动磁暴的扰动主要与日冕物质抛射（CME），以及高速太阳风（HSS）产生的共转相互作用区（CIR）有关。[3][5]在太阳活动极大期，地磁风暴发生的频率更高，其中大部分是由日冕物质抛射驱动的，部分磁暴有27天的重现性。[10][5]中国现行的磁暴强度等级标准以Dst指数或Kp指数大小划分。[4]按初始阶段变化特点区分急始磁暴和缓始磁暴。[11]磁暴典型发展过程分为初始阶段、主要阶段和恢复阶段。[2]
磁暴发生时，两极地区扰动强度最大，高纬地区常伴有极光出现，电离层发生急剧变化。[12]磁暴事件可能对航天器、短波无线电通信、导航和定位、电力、地下管线系统、钻井勘探等造成严重影响。[13]20世纪强度最大的磁暴事件发生于1989年3月13日，导致加拿大魁北克电网崩溃，停电9小时。[14]2023年12月1日到12月2日，受地磁暴影响，中国黑龙江、内蒙古、新疆等地均出现极光活动，中国气象局2023年12月2日表示，预计此次地磁暴仍将持续一段时间。[15][16]现代对磁暴的观测主要通过观测太阳和观测地球附近的空间环境来进行。[17][18]磁暴预报中，中国采用K指数划分局部地磁活动水平，采用Kp指数划分全球地磁活动水平。[19]美国国家海洋大气局（NOAA）的空间天气预报中心（SWPC）根据Kp指数确定了5个等级，以及各等级对应的影响和平均发生频率。[20]