用户:Dan310546/沙盒/地球科学/磁暴
磁暴（英语：geomagnetic storm）是太阳风震波或磁云与地球磁场交互作用所引起的地球磁层扰动。太阳风的磁场与地球磁场交互作用，并将增加的能量转移到磁层中，导致通过地球磁层的等离子体增加（由磁层内增加的电场驱动），以及磁层和电离层中的电流增加。在磁暴的主要阶段，磁层中电流产生的磁力推动原本磁层和太阳风之间的边界。
造成磁暴的行星际物质扰动可能源自太阳的日冕物质抛射（CME），或是太阳表面弱磁场区域太阳风生成的共转交互作用区（CIR）[1]。磁暴的频率随著太阳黑子周期变动。在太阳极大期，CME导致的磁暴较为常见。太阳表面闪焰与CME爆发次数增加，辐射出X射线、紫外线、可见光及高能量的质子和电子束。而在太阳极小期，则是以CIR导致的磁暴为主。
几种太空天气现象往往与磁暴有关，包括：太阳质子事件（SPE）；地磁感应电流（GIC）；干扰无线电和雷达的电离层扰动；导航所用的罗盘显示异常。磁暴能波及全球，持续达几小时到几天。磁暴发生时会增强电离层的游离化，也会使极区的极光特别绚丽。引发短波通讯特性失常，情况严重时可能使短波通讯完全中断。磁暴时，另外还会产生杂讯掩盖通讯时的正常讯号，甚至使通讯中断，也可能使高压电线产生瞬间超高压，造成电力中断。磁暴也会对航空器造成伤害。1989年3月磁暴引起的大地电流扰乱了魁北克几乎全省的电力配置[2]，并且连美国南方的德克萨斯州都可以见到极光[3]。
定义[编辑]
| 太阳物理学 |
|---|
| 现象 |
磁暴的程度[4]通过赤道环形电流磁暴指数（Dst index）[5] 的变化来定义。Dst指数根据几个位于磁赤道处的磁力计站测量，估计地球磁场水平分量的全球平均变化。Dst每小时计算一次，几乎即时报告[6][7] 。正常静默时，Dst指数在+20和-20奈特斯拉（nT）之间。
地磁风暴有三个阶段[4] ：初始阶段、主要阶段和恢复阶段。初始阶段的特征在于Dst（或其一分钟的SYM-H）在几十分钟内增加20至50nt。初始阶段也称为风暴突发（storm sudden commencement, SSC）。然而，不是所有的磁暴都有初始阶段，也不是所有的Dst或SYM-H的突然增加都是磁暴。磁暴的主要阶段定义为Dst小于-50 nT，因此磁暴期间的最小值是在-50至约-600 nT之间。主要阶段通常持续2-8小时。恢复阶段是当Dst从最小值变为其原先静默时的值。恢复期可能需要8小时或长达7天。
磁暴的大小分为中度磁暴（-50 nT>最小Dst> -100 nT），强度磁暴（-100 nT>最小Dst> -250 nT）或超级磁暴（最小Dst <-250 nT）[8]。
参见[编辑]
参考资料[编辑]
- ^ Corotating Interaction Regions, Corotating Interaction Regions Proceedings of an ISSI Workshop, 6–13 June 1998, Bern, Switzerland, Springer (2000), Hardcover, ISBN 978-0-7923-6080-3, Softcover, ISBN 978-90-481-5367-1
- ^ Scientists probe northern lights from all angles. Canadian Broadcasting Company. 2005-10-22.
- ^ Earth dodges magnetic storm. New Scientist. 0989-06-24.
- ^ 4.0 4.1 Gonzalez, W. D., J. A. Joselyn, Y. Kamide, H. W. Kroehl, G. Rostoker, B. T. Tsurutani, and V. M. Vasyliunas (1994), What is a Geomagnetic Storm?, J. Geophys. Res., 99(A4), 5771–5792.
- ^ [1] Sugiura, M., and T. Kamei, Equatorial Dst index 1957-1986, IAGA Bulletin, 40, edited by A. BerthelJer and M. MenvielleI,S GI Publ. Off., Saint. Maur-des-Fosses, France, 1991.
- ^ [2] World Data Center for Geomagnetism, Kyoto
- ^ [3] 中央气象局太空天气作业办公室, 台湾
- ^ Cander, L. R.; Mihajlovic, S. J. Forecasting ionospheric structure during the great geomagnetic storms. Journal of Geophysical Research: Space Physics. 1998-01-01, 103 (A1): 391–398. ISSN 2156-2202. doi:10.1029/97JA02418 （英语）.