User:Dan310546/沙盒/地球科學/磁暴
磁暴（英語：geomagnetic storm）是太陽風震波或磁雲與地球磁場交互作用所引起的地球磁層擾動。太陽風的磁場與地球磁場交互作用，並將增加的能量轉移到磁層中，導致通過地球磁層的等離子體增加（由磁層內增加的電場驅動），以及磁層和電離層中的電流增加。在磁暴的主要階段，磁層中電流產生的磁力推動原本磁層和太陽風之間的邊界。
造成磁暴的行星際物質擾動可能源自太陽的日冕物質拋射（CME），或是太陽表面弱磁場區域太陽風生成的共轉交互作用區（CIR）[1]。磁暴的頻率隨著太陽黑子週期變動。在太陽極大期，CME導致的磁暴較為常見。太陽表面閃焰與CME爆發次數增加，輻射出X射線、紫外線、可見光及高能量的質子和電子束。而在太陽極小期，則是以CIR導致的磁暴為主。
幾種太空天氣現象往往與磁暴有關，包括：太陽質子事件（SPE）；地磁感應電流（GIC）；干擾無線電和雷達的電離層擾動；導航所用的羅盤顯示異常。磁暴能波及全球，持续达几小时到几天。磁暴发生时會增強電離層的游離化，也會使極區的極光特別絢麗。引發短波通訊特性失常，情况严重时可能使短波通訊完全中断。磁暴時，另外還會產生雜訊掩蓋通訊時的正常訊號，甚至使通訊中斷，也可能使高壓電線產生瞬間超高壓，造成電力中斷。磁暴也會對航空器造成傷害。1989年3月磁暴引起的大地電流擾亂了魁北克幾乎全省的電力配置[2]，並且連美國南方的德克薩斯州都可以見到極光[3]。
定義
[编辑]| 太阳物理学 |
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| 现象 |
磁暴的程度[4]通過赤道環形電流磁暴指數（Dst index）[5] 的變化來定義。Dst指數根據幾個位於磁赤道處的磁力計站測量，估計地球磁場水平分量的全球平均變化。Dst每小時計算一次，幾乎即時報告[6][7] 。正常靜默時，Dst指數在+20和-20奈特斯拉（nT）之間。
地磁風暴有三個階段[4] ：初始階段、主要階段和恢復階段。初始階段的特徵在於Dst（或其一分鐘的SYM-H）在幾十分鐘內增加20至50nt。初始階段也稱為風暴突發（storm sudden commencement, SSC）。然而，不是所有的磁暴都有初始階段，也不是所有的Dst或SYM-H的突然增加都是磁暴。磁暴的主要階段定義為Dst小於-50 nT，因此磁暴期間的最小值是在-50至約-600 nT之間。主要階段通常持續2-8小時。恢復階段是當Dst從最小值變為其原先靜默時的值。恢復期可能需要8小時或長達7天。
磁暴的大小分為中度磁暴（-50 nT>最小Dst> -100 nT），強度磁暴（-100 nT>最小Dst> -250 nT）或超級磁暴（最小Dst <-250 nT）[8]。
參見
[编辑]參考資料
[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] 中央氣象局太空天氣作業辦公室, 臺灣
- ^ 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）.