十月的第一个周末，一场地磁风暴照亮了美国部分地区的夜空。南非国家航天局（Sansa）告诉记者，这场风暴起源于10月3日太阳黑子3842爆发的太阳耀斑。它说，这是过去七年来桑萨记录到的最强烈的面向地球的太阳耀斑，火山喷发短暂地影响了高频无线电通信，“导致非洲地区的无线电全面中断，持续了长达20分钟。”

　　什么是地磁风暴?《非洲对话》请来了研究地磁的桑萨公司的阿莫里尔·内尔来解释。

　　地磁风暴是由太阳活动引起的地球磁场扰动。有一种叫做核聚变的反应在太阳核心深处不断发生。这会产生大量的能量。一些能量以光（阳光）的形式释放，一些以辐射（太阳耀斑）的形式释放，还有一些以带电粒子的形式释放。

　　太阳还不断地发射带电粒子流，即太阳风。偶尔，太阳会释放出更大的能量爆发，称为日冕物质抛射。它将这些带电粒子云或等离子体送入太空。我喜欢这样向孩子们解释：太阳有时喝苏打水喝得太快，然后打嗝。这个“打嗝”是等离子体云，然后在太空中传播。这些排放物并不总是影响我们。但当它们这样做时，它们会与地球磁场相撞，破坏它，导致地磁风暴。

　　地球磁场是一种无形的力量，围绕着我们的星球，就像一块巨大的磁铁，有北极和南极。它通过偏转来自太阳的带电粒子来保护我们免受有害的太阳辐射。

　　3842的太阳耀斑释放出x -耀斑(辐射)和日冕物质抛射。x耀斑是辐射；它们几乎以光速传播，几分钟内就能到达地球。这就是导致珊莎在10月3日提到的短暂通信中断的原因。但日冕物质抛射到达地球需要更长的时间。我们在上个周末就预测它会这样做，但实际上它直到10月8日上午才到达我们这里。

　　地磁风暴发生得相当频繁。每年都会发生几次小的地震。风暴的严重程度取决于引发风暴的太阳活动的强度。更大、更强烈的风暴不太常见，但每隔几年就会发生一次。太阳活动与11年的太阳活动周期密切相关，太阳活动周期有高有低。在太阳活动周期的高峰期，也就是太阳活动极大期，会出现更多的太阳黑子和太阳耀斑，从而增加太阳风暴发生的可能性。

　　我们现在正走向第25太阳活动周期的高峰，也就是2025年7月。太阳活动极大期通常持续两到三年。

　　地磁风暴通常对人类没有直接危害，但它们可能对现代技术和基础设施构成威胁。最显著的危险之一是对电网的威胁。强大的风暴会在输电线中产生电流，可能使变压器过载并导致停电，1989年在加拿大魁北克就发生过这种情况。

　　太空中的卫星也很脆弱。强风暴会损坏卫星上的电子设备，干扰通信信号，缩短卫星本身的寿命。

　　在航空领域，地磁风暴会干扰对飞机导航至关重要的无线电通信和GPS信号。这对于经过极地附近的航班尤其重要，因为那里地磁风暴的影响更为明显。宇航员和宇宙飞船也处于危险之中——额外的辐射可能对设备和人体健康造成危险。

　　极光是地磁风暴在视觉上令人惊叹的一面。当来自太阳的带电粒子被地球的磁力线捕获并向两极聚集时，夜空中就会出现这些彩色的景象。在这里，它们与地球大气相互作用，释放能量，产生闪烁的光。

　　极光在北极和南极都可以看到，被恰当地称为北极光和南极光。如果风暴足够大，就有可能在远离两极的地区看到它们。这发生在2024年5月11日的南非。

　　研究地磁风暴为了解太空天气提供了有价值的见解。通过了解太阳活动如何影响地球，科学家可以更好地预测未来的风暴，并努力保护我们所依赖的技术。对地磁风暴的研究也有助于我们对太阳和太空的总体理解。

　　地磁风暴是用地球和太空中的各种仪器监测的。在地球上，磁力计测量磁场的变化，使科学家能够跟踪干扰的发生。出于这个原因，Sansa在非洲运营着一个密集的全球导航卫星系统接收器网络，并在南部非洲的各个地区运营着磁力计站。该机构目前也正在埃塞俄比亚建立一个磁力计站。这将提高我们监测地磁风暴的能力。

　　在太空中，配备传感器的卫星监测太阳活动，并在太阳耀斑或日冕物质抛射到达地球之前探测到它们。这些数据输入到全球空间气象中心使用的预测模型中。

　　一旦检测到风暴，像Sansa这样的机构就会发布警报和预报。这些预警有助于电网运营商、卫星公司和航空当局等行业为风暴做好准备。

　　例如，电力公司可以暂时关闭或重新配置部分电网，以避免在风暴期间过载。卫星运营商可以将他们的航天器置于更安全的操作模式，例如关闭电子元件，航空公司可以改变航班的航线，远离高风险地区。

　　仅靠监测并不能防止地磁风暴造成的所有破坏。但它可以大大降低风险。由于早期预警系统，我们可以保护重要的基础设施，并尽量减少这些风暴对我们日常生活的影响。

　　本文最初由The Conversation发布。