磁暴

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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）。磁暴的頻率隨着太陽黑子周期變動。在太陽極大期，CME導致的磁暴較為常見。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。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，持續達幾小時到幾天。磁暴發生時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，情況嚴重時可能使短波通訊完全中斷。磁暴時，另外還會產生噪聲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，並且連美國南方的德克薩斯州都可以見到極光。

目錄

歷史

在1931年，西德尼·查普曼和文森.C.費拉羅（Vincenzo C. A. Ferraro）寫了一篇文章：「磁暴的新理論」（A New Theory of Magnetic Storms），試圖解釋這種現象。它們認為，每當太陽發出耀斑時，它也會釋放出等離子云，現在稱為日冕物質拋射。他們寫到：」這些等離子以113天內抵達地球的速度移動「，然而我們現在知道這段旅程只需要1到5天。他們還寫到：「然後雲壓縮地球磁場，使得地球表面的磁場增強。」

定義

磁暴的程度以通過赤道環形電流磁暴指數（Dst index）的變化來定義。Dst指數根據幾個位於磁赤道的磁力計站測量，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。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 ：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）。

視頻

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