受到地磁暴影响，中国北部多省区，从黑龙江到河北、北京，再到内蒙古，12月1日晚间纷纷迎来绚丽极光美景，中国国家地理频道转发微博，留言称道“这是北京史上第二次极光影像记录”，“北京极光”的话题更是毫无悬念冲上热搜榜。但地磁暴是什么？为何会产生极光？为什么在中国看到的极光大多是红色？此类话题也成为民众好奇的问题。

什么是“地磁暴”？

地磁暴是一种典型的太阳爆发的活动，而做为太阳大气最外层的日冕，在太阳耀斑（Solar flare）爆发的时候，就会发生日冕物质抛射，一次抛射就能将数以亿吨计的太阳物质，以数百数千米每秒的高速抛离太阳表面，不光是巨大质量与速度汇聚成的动能，还会携带着太阳强大的磁场能，一旦命中地球，就会引发地磁场方向与大小的变化，这就叫地磁暴。

 
有专家表示，当太阳日冕物质抛射或者太阳耀斑爆发后，会以光速传播到地球，人类在上述太阳活动发生后约8分钟便可知晓。而太阳带电粒子流的传播速度则要慢很多，大概需要两三天的时间才能抵达地球，因此，人类可以对于可能出现的地磁暴进行预警。

地磁暴带来的影响有很多，其中之一就是驱使地球高层大气微粒运动加剧，最终造成大气受热膨胀，向着更高的空间扩散。

地磁暴的影响在地球上，地磁暴带来的最直观影响就是极光。当地磁暴发生时，地磁中的带电粒子会沿着磁力线进入地球的大气层中，导致大气层分子与原子之间碰撞激发产生“荧光”，也就是我们常说的“极光”。

一般而言，极光都是在高纬度地区被观测到，极光主要出现在南极圈和北极圈附近，越靠近赤道的中低纬度地区，极光越罕见。

对航空带来双倍危险

根据北京天文馆研究员朱进介绍，大部分极光集中在地球上方的90-400公里。根据“人类观测极光示意图”，其中在300公里以上，极光以浅红色为主；200-300公里以深红色为主；100-200公里以绿色为主；100公里以下则是蓝色、紫色或多种颜色混合的深红色。

 

至于为什么在中国看到的极光大都是红色，而在北极圈内看到的是绿色？朱进解释，这主要是因为地表有一定弧度，使得地球本身会遮挡一部分远方的物体。如果观测点离极光太远，就只能看到高度更高的红色极光。

朱进补充，地磁暴对人体的影响是很小的，可以忽略不计，但会对短波通信等产生影响，不过持续的时间也不会太长。

此外，地磁暴可能会对空间站产生影响，空间站可能会因大气拖拽造成轨道高度下降，卫星导航设备误差也可能增大，航空飞行也会面临通信环境变差和跨极区辐射的双重风险，所以，提前预报也可以防范风险。

“地磁暴”对人类有什么影响？

 
·通信、电力、卫星导航皆被干扰

极光虽美，但地磁扰动却会对许多人类活动造成不利影响，尤其是通信行业。太阳耀斑爆发时发出的电离辐射会干扰地球大气的电离层，引发电离层闪烁及电离层延迟等，进而影响到无线电通信和GPS导航定位系统，导致定位错误或中断。

此外，地磁暴还会导致地面电网、石油管线等运输线路形成感应电流，容易引起电网跳闸等事故。如1989年，加拿大魁北克地区持续12个小时的大规模停电事故，就是由于地磁暴引起的。
·对动物活动产生影响

地磁暴还会对航天器运行造成影响。地磁扰动会引起大气密度变化，进而导致大气阻力增加，使得卫星尤其是低轨卫星的轨道高度下降，降低卫星寿命。1973年美国发射的Skylab（天空实验室）卫星，当时预计该卫星能够运行10年之久。但是，后续由于多个地磁暴陆续出现，导致其飞行阻力变大，仅四年之后卫星就脱离了稳定状态，1979年坠入大气陨落。

地磁暴还会对一些动物活动产生影响，如信鸽、海龟这类靠地磁场来感应方向的动物，当磁场发生紊乱时，就会导致它们的行进、迁移路线发生改变。

地磁场简称地磁，是地球内部本就存在的一个天然磁场。它像个大磁铁，在地表形成两极并向外延伸出几万公里，其所形成的这个巨大的空间场就是地磁场，像个巨大的泡泡包裹并保护着地球内的生物不受宇宙空间有害粒子射线等的伤害。

我们从出生开始就存在于这个磁场内，因为感知不到所以极少有机会去想到它的存在。而在自然界中许多动物都是依靠地磁线来导航以确定迁徙的方向并繁衍后代的，如鸟类、海龟等。地磁场还能屏蔽太阳风所带的太阳粒子对地表的伤害，所以地磁场圈可以说是地球在宇宙中保护罩。
·人体身心情绪受波动

人出生在地球上那么人体磁场的结构天然的与地磁就是相适应的，甚至可以说地磁是融进血肉里的。实际上在人类漫长的进化过程中，地磁与人体之间已经建立了难以觉察的磁场平衡关系，我们所有的身体器官甚至每一个细胞都在不自觉中与地磁场保持着一致频率才会感到舒适和精神好。但是由于地球环境并非是一成不变的，各种外在环境的变动比如地震、强烈的太阳风等经常会导致某一区域的地磁发生临时的变化，这时原本处于平衡状态的人体磁场与地磁场之间的平衡就会被打破。

而人体内含有受地磁影响的铁、钴、镍等微量元素存在，神经系统依靠的是生物电进行着高速的信息传递，这时如果人体磁场与地磁之间发生了失衡，相当于一个原本流畅运转体系中突然多出了许多障碍，从而干扰了人体内部系统的顺畅运转，就会体现出各种“卡”的症状，如情绪波动、头晕、失去平衡感、无法单腿站立、心血管相关症状等等，有些人会表现出方向感变弱，因为人脑里也有根据地磁来辨别方向的功能。如果不了解这个因素的存在就容易胡思乱想，往往就会以工作劳累、没休息好、人际关系不和等等不正确原因去解释，结果却常适得其反。

据统计，在太阳风暴发生时的事故发生率约为平时的1~3倍。因为此时人会受到其影响而变得容易紧张、情绪不佳、注意力难以集中等，有基础病的人则更容易发生其它异常。还有在地磁暴期间婴儿的早产与流产现象也会增多等现象，所以说看不见的磁场对人的影响是方方面面的，我们无法因为它看不见就忽略它的存在。

最后再说下因受到磁场影响如何调整个人情绪的问题，最好的方法莫过于把手里的事情暂时放一下，期间尽量多安静休息，避免剧烈运动，等这段时间过去也就会自然恢复了，一些感觉特别严重的人可以适当吃点与症状对应的调节类药物辅助一下，同时多喝水，多吃蔬菜类食物等都是有效的选择。

史上最强烈的太阳风暴事件

太阳风暴的历史由来已久。19世纪50年代以前，它留给人类主要是一幅幅多姿多彩的极光图像和一段段美丽动人的极光神话。在此之后，太阳风暴带给人类社会更多的是一道道伤痕，而且随着社会发展，其伤害所涉及的范围也越来越广，上可到太空中遨游的卫星，下可达海底中深埋的电缆。我们通过史上三次最强的太阳风暴事件，来了解一下太阳风暴的威力。
No.1 1859年卡灵顿事件

 
卡灵顿事件是在1859年9月1-2日，第10太阳周期（1855-1867年）期间的一场强大地磁风暴。太阳的日冕物质抛射撞击地球磁场，并诱发有纪录以来最大风暴。英国天文学家理查·卡灵顿和理查·霍奇森观测与纪录了太阳光球中相关的“白光闪焰”。这场风暴造成强烈的极光，1859年8月28日-9月4日磁暴期间，在北美、南美、欧洲、亚洲等多地看到极光。在古巴，人们居然能够在极光下读晨报，这些纪录一直保持到现在。

卡灵顿事件对电报业造成严重损害。意大利的托斯卡纳等广大地区的电报站机器都出现了闪火花现象，甚至电线也被熔化了。并且随着时间推移，波士顿至波特兰的电报线在没有电池的情况下，依靠地磁暴产生的电流持续工作长达两小时之久。

这种规模的太阳风暴如果发生在现代，将造成大范围的电力中断，以及电网因长期停电而造成的永久性破坏。

太阳风暴的等级可以从X射线耀斑、质子事件以及地磁暴的强度进行划分。在卡灵顿事件发生期间，观测技术还不够成熟，空间环境扰动监测数据也不够全面。但事后人们从高能粒子数量、极光范围、地磁扰动和造成的危害，这几个方面还是可以推断出卡灵顿事件是史上最强太阳风暴。
No.2 1989年魁北克省大断电事件

 
1989年3月，日面上出现了一个超级活动区，该活动区掀起了一场剧烈的太阳风暴，使地球上发生了一次史上有名的强磁暴，同时也给人类社会带来了一系列灾难。此次太阳风暴的危害主要表现为对加拿大魁北克省电力系统的严重破坏，因此，我们将这次太阳风暴称为“魁北克省大断电事件”。

1989年3月13日凌晨，加拿大魁北克省发生了一次令人费解的大停电，此次事件造成大约六百万人的工作、生活受到影响，由于没有事先做好准备工作，长达12小时的断电使该地区经济严重受全省累计损失36亿美元。那时正值寒冬季节，当地气温低到零下20度，家家户户都得依靠暖气供应才能安然入睡，清晨2点44分，暖气突然停转，时冷时热，整个城市陷入了死一般的黑暗之中。

在魁北克省，突发的断电事件已经发生，甚至影响到北美的其他地区，此外，地铁、火车、飞机等交通工具也无法正常运行，许多工作被迫停止。事故突然而严重，但令人奇怪的是，魁北克电站并不知道发生了什么，他们只知道电棒突然断电，且开始断电到完全断电仅用了92秒，看起来是一种神秘的力量在操纵这次停电事件。

在美国纽约州和佛罗里达州等地区，前一晚更是罕见地出现极光，魁北克的电站莫名笼罩在黑暗之中。一般来说，北极光只能出现在高纬度地区，比如冰岛、俄罗斯。当极光出现在低纬度地区时，可以说是天人合一了。那么这次突发性断电的主谋究竟是谁？原来真的罪犯不在地球，而是距离地球1.496亿公里的太阳。在事故发生前三天，也就是3月10日，一场强烈的太阳风暴袭击了地球，在短短的几分钟内，太阳释放出的能量几乎等于同时引爆了数千枚核弹，这能量直奔地球。

太阳活动所产生的暴风以大量等离子体的形式冲击着地球，造成地球磁场的剧烈混乱，因此本该出现在两极的极光也被扰乱。强烈的磁暴指地磁场不断摇摆，因此在北美部分地区产生了更大的感应电流，这些电流侵入魁北克电站的电路，引起负荷过重并烧毁电路，于是就发生了这次大停电事故。
No.3 2003年万圣节太阳风暴

2003年10月底至11月初期间，太阳上发生了一系列强烈的爆发活动，造成了日地空间环境巨大扰动。受此影响，美国加州中部上空出现了罕见的极光；约半数卫星出现故障，日本先进地球观测卫星-2（ADEOS-2）完全失效；全球范围内的通讯受到干扰，海事紧急呼叫系统瘫痪，珠峰探险队通讯中断；全球定位系统精度降低；瑞典5万人的电力供应中断……如此强烈的太阳风暴在历史上非常罕见，因正值西方万圣节前后而被命名为“万圣节太阳风暴”。

2003年的这场太阳风暴，造成全球短波通讯中断，超视距雷达、民航通讯出现故障；伊拉克战场美英联军通讯受到影响；珠穆朗玛峰探险队和一些通讯公司遭到了严重的高频射电短期干扰；中国北方短波通讯受到严重干扰，北京、满洲里无线电观测点短波信号一度中断。此外，在极区的航线受到很大影响。

 
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