地磁暴、極光，這兩條消息刷爆了我的朋友圈，相信你也在社交軟件上或多或少看到了相關的消息。尤其是東三省的朋友們，你們有福了，晚上的時候窗外就能目睹極光。但是你知道嗎，這些現象的本質，就是太陽剛剛發的一條 " 朋友圈 "。
據國家空間天氣監測預警中心消息，北京時間 12 月 1 日 17 時到 12 月 2 日 8 時，受太陽日冕物質抛射（CME）爆發影響，地球出現 3 小時 Kp 爲 7 的大地磁暴，3 小時 Kp 爲 6 的中等地磁暴，以及 9 小時小地磁暴。
什麽是太陽日冕物質抛射？
所謂 CME，指的是環繞太陽的一圈等離子環中，向外釋放了等離子體和磁場。這些等離子體被抛射到整個太陽圈（heliosphere ) 中，處于太陽圈中，小到每一個細胞都會被波及。太陽圈，也稱日球層，指的是由太陽上層大氣射出的超高速等離子體流，吹入星際物質（由銀河系滲入的氫和氦）的空間中造成的磁性氣泡。這個磁性 " 氣泡 " 跟我們日常中的氣泡不一樣，它非常非常的大，就連冥王星也被包裹在太陽圈中。
由太陽耀斑引發的 CME，不過此次 CME 并沒有波及地球
相當于太陽在朋友圈拉了一個分組，CME 就是分組可見。但是光有分組不行，還要在分組裏面發朋友圈，才能讓這個分組真正有意義。于是太陽耀斑開始活動了，耀斑是在太陽的盤面或邊緣觀測到的突發閃光現象，每次耀斑大約釋放出 160 拍噸 ( petaton ) TNT 的能量總和。
左邊黃色部分是
正如朋友圈消息一樣，有的消息就是刷刷存在感，比如 " 我今天到内蒙古看海了 "，" 我今天拿了一個五殺 "。也有非常炸裂的消息，比如明星藝人官宣、朝陽群衆又破案了等等。耀斑對地球這個吃瓜群衆的影響，亦是有大有小。
1859 年的卡靈頓事件，第 10 太陽周期 ( 1855-1867 年 ) 期間的一場強大地磁風暴。太陽的日冕物質抛射撞擊地球磁場，并誘發有紀錄以來最大的地磁風暴。這場風暴造成強烈的極光，并對電報系統造成嚴重破壞。閃焰和結合的主要日冕物質抛射直接撲向地球，僅耗費 17.6 小時就完成 1 億 5 千萬公裏的旅程。卡靈頓事件中最廣爲流傳的故事，是美國洛杉矶山天空出現了極爲耀眼的極光，使得當地金礦工人以爲是天亮了而開始準備早餐。遍布歐洲和北美洲的電報系統失靈，一些正在操作電報的人員遭到電擊，電報塔發出火花。 盡管一些電報機已經關掉了電源，但報務員仍然可以繼續發送和接收資訊。
2012 年 8 月 31 日爆發的太陽耀斑
如果卡靈頓事件放在今天，手機、電腦等所有電子設備基本上都會失靈，還會對大型通信設施造成損害。好在的是，太陽的每個周期都不一定比上個周期活動更劇烈。這裏要注意，一些公開資料顯示，太陽周期是 11 年，不過這個數據并不準确。太陽周期最長是 14 年，最短 9 年。此外，隻有在 1870 年到 2020 年的平均周期是 11 年。
從國家空間天氣監測預警中心的消息來看，此次 CME 對地球的影響不大。
擡頭就能看到極光
極光是一種等離子體現象，地球上的極光是由于來自磁層和太陽風的帶電高能粒子被地磁場導引帶進地球大氣層，并與高層大氣（熱層）中的原子碰撞造成的發光現象。一般來說，不論是地球還是其他有磁場的星球，極光隻會發生在高緯度地區，距離地磁極 10 ° 至 20 °，緯度寬約 3 ° 至 6 ° 的區域。
我國東北地區在 12 月 1 日出現的極光
既然極光本身是一種能量釋放的過程，那麽當 CME 時，更多的等離子體會加劇地球磁場上這些原子的碰撞，這就使得原本的極光更絢爛，更明亮，同時在低緯度地區也會受到 CME 的影響，高層大氣中的原子分子開始碰撞并釋放能量，産生極光。這就解釋了爲什麽我們能在東三省和北京周邊地區看到極光。
極光的顔色取決于發生碰撞的原子，比如北極的極光通常是綠色的，這是由于在熱成層的氮和氧原子被電子激發。雖然出現在我國東北地區上空的極光是紅色的，但是其中主要作用的原子，依然是氧原子。爲什麽同一個原子鎖産生的顔色不相同呢？因爲具體什麽顔色其實不僅取決于是什麽原子在釋放能量，還取決于其中能量的級别。以氧原子爲例，能量較多就是綠色，較少就是紅色。
地磁暴
由太陽耀斑産生的太陽風沖擊波會和地球的磁場相交互，造成磁層擾動。當這個沖擊波的能量轉移到地球的磁層中，其結果是通過地球磁層的等離子體增加（由磁層内增加的電場驅動），以及磁層和電離層中的電流增加。這就好像是你朋友圈刷得正起勁，突然收到一條消息，" 電量低，手機将于 60 秒後關機 " 一樣，雖然和朋友圈的内容不相關，卻影響了你接着刷手機的體驗，而且如果你不充電，就不能接着刷手機了。
太陽活動對地球磁場産生的影響示意圖
磁暴的頻率會随着上文提到的太陽周期而變動，太陽表面耀斑與 CME 次數增加，輻射出 X 射線、紫外線、可見光及高能量的質子和電子束。同時磁暴發生時會增強電離層的遊離化，這也就解釋了爲什麽能在世界各地都看到極光。尤其是一些海上和飛行作業，可要小心了，磁暴的影響除了通信設備外，還會讓雷達和羅盤失效。
雖然人類可能沒什麽感知，然而磁暴其實還會對生物産生影響。海龜、鲸、某些鳥類、某些魚類和鼹鼠可利用地球磁場進行導航。這些動物的頭部有含有磁性物質的特殊細胞，這些磁性物質受磁場的影響而會按磁力線的方向排列。這些排列信息可通過神經系統傳到大腦，大腦将這些排列信息進行分析和處理，可發出指揮動物行進方向的指令。
比如海龜就是通過感應地球磁場進行導航的，幼龜在美國佛羅裏達海岸破殼而出後在大西洋裏生活幾年，成年後回到出生地進行交配、繁殖，靠的就是頭部的磁性 " 羅盤 "。一旦發生了磁暴現象，這些依靠磁場導航的生物很可能會徹底迷失方向。
好在的是，根據國家空間天氣監測預警中心的消息，本次磁暴持續時間并不長，造成的影響也不大。
