就在近几天，太阳上出现了异乎寻常的现象，上百亿吨炽热的物质正在被射向地球。别以为这种现象离我们很远，实际上它会对人类的生活产生奇特的影响。

中国气象局已经发了预警：3月24日、25日、26日这三天，地球上可能会发生中等强度以上的地磁暴，甚至是大地磁暴。在磁暴期间，我们有可能会欣赏到绚烂的极光，但也会遭遇一些麻烦，甚至可能导致卫星坠落和空间站高度降低，这到底是怎么回事呢？

地磁暴就是地球磁场全球性的剧烈扰动现象。我们的地球之所以适宜居住，一个很重要的因素就是拥有磁场。地球磁场将太阳风中的高能粒子向两极汇聚，避免了它们对高层大气层的冲击。如果没有地磁场，大气层迟早会被强劲的太阳风剥离殆尽，没有了气压也不会再有液态水，地球上的生命也就无法生存了，就会像火星那样变得毫无生气。

那么地磁暴为什么会导致地磁场发生剧烈扰动呢？能撼动地磁场的因素不多，要么是地核内部发生了异常的变化，要么就是受到了太阳的影响。就在这几天，太阳表面发生了一次强劲的日冕物质抛射（CME）现象，而它正是大地磁暴产生的罪魁祸首。据科学家观测，这一次CME的抛射方向还恰好正对着地球，所以影响会格外大一些。

日冕是太阳最外面的一层稀薄的等离子态物质，范围非常大，厚度高达几百万公里以上。温度也非常高，能高到100万℃，比太阳表面还高得多。但是日冕的密度却很低，比地球大气层还低得多，和真空差不了多少。

日冕的亮度也很微弱，平时是看不见的，只有在日全食时才能通过日冕仪看到。日冕的形状并不规则，会随着太阳活动的强弱而发生变化。在太阳活动极大年，日冕的形状接近圆形，而在太阳活动极小年则呈椭圆形。我们常常听到的太阳风，就是从日冕发出的一种高速带电粒子流，它携带着大量的能量和磁场，对地球的磁场和空间环境产生影响。

就是在这层日冕中，却可能会生一种狂暴的现象：日冕物质抛射，就是在短短几个小时内，一大团巨大的泡状日冕物质被以每秒上千公里的极高速度抛射出来。这是太阳系内规模最大，程度最剧烈的能量释放过程，一次爆发可将上百亿吨太阳等离子体释放到行星际空间，造成巨大的影响。

太阳的引力非常大，正常情况下物质要想逃逸出来很困难。但太阳同时也拥有一个非常强大的磁场，当太阳磁场受到强烈扰动，会导致磁力线的断裂和重新连接。当磁力线重新连接时，就会释放出大量的能量，这些能量将日冕中的等离子体加热并加速，形成高速的等离子体流，即日冕物质抛射。

这些等离子体流中包含数十亿到上百亿吨的物质，它们被加速到极高的速度冲向太空，有时会与地球磁场相互作用，产生地磁暴等空间天气现象。根据爆发强度的不同，被抛出来的日冕物质到达地球所需的时间也不同，一般在1至4天左右。当这些等离子体物质到达地球时，首先冲击的就是地磁场。

由于地磁场的存在，这一大团带电粒子撞击到磁场，会引发剧烈扰动。它们又会在磁力作用下注入地球的极区。在极地的高空，大量带电粒子撞击地球高层大气中的气体分子和原子，使这些大气分子被激发或电离而发光，于是便产生了绚丽多彩、奇异壮观的极光。

而当发生了日冕物质抛射时，由于带电粒子数量和能量都非常大，极光会特别亮，范围也会扩大，甚至在一些平时根本看不到极光的较低纬度地区，也能一饱眼福。2023年12月1日晚和12月2日凌晨，同样发生了地磁暴，当时我国北方很多地方的人们都看到了强盛的极光现象，甚至在北京也看到了，相当罕见。这次地磁暴能不能再次看到极光，到时候就知道了。

不过除了极光之外，地磁暴带来的其它影响就没有那么美丽了。当地磁暴发生时，大量带电粒子撞击地球高层大气，途径极地的航天器和飞机所受的辐射会增加，同时这些粒子与地球磁场和大气分子相互作用，还会产生电磁干扰。

这种干扰会影响无线电通信，包括卫星通信、地面通信和短波通信等，会导致信号衰减、噪声增加，甚至造成通信中断。对于依赖卫星通信的系统，如全球定位系统（GPS）和卫星电话，地磁暴的影响尤为显著。

不光是通信，较强的地磁暴还会对电网造成影响。地磁暴产生的电流会在地球表面和地下导体中流动，形成地磁感应电流（GIC）。这些电流可能通过电网中的变压器和输电线路进入电力系统，对电网的稳定性和安全性构成威胁。GIC可能导致变压器过热、损坏或跳闸，进而引发停电事故。此外，还可能干扰电网中的保护和控制设备，降低电网的可靠性。

除了这些影响之外，令人意外的是，地磁暴还会对太空中运行的航天器造成巨大冲击，这种冲击可不仅仅是通讯信号中断的问题，它还可能干扰卫星的姿态、直接破坏航天器的设备和太阳能帆板，甚至有能力直接造成空间站的高度降低，甚至使一些低轨卫星坠落，这是怎么做到的呢？

原来，地磁暴期间由于带电粒子持续高强度撞击高层大气，会产生加热作用，有可能会造成大气层的膨胀，从而使近地空间的空气密度增加。空间站和低轨卫星运行在距地面几百公里的高度，这里并非真空，还是有一些稀薄大气的。如果空气密度增加，航天器会因为与空气分子摩擦而损失能量 ，轨道高度就降低了。

如果一些卫星的高度过低，受到的影响就格外大，甚至会导致坠落。2022年2月3日，美国SpaceX公司向太空发射了49颗星链卫星，结果由于遭受了地磁暴的影响，损失了40颗。当时那场地磁暴是太阳耀斑引起的，而星链卫星的发射方式是先用火箭打到地面210公里的低轨道，然后再用卫星自身的霍尔电推发动机缓慢升轨，到达更高的工作轨道。

不料当这些卫星还没开始升轨之时，恰好遭遇了地磁暴，大气层出现膨胀，星链卫星所受的空气阻力比正常值高了50%，虽然采取了紧急补救措施，但还是有40颗卫星的轨道高度持续降低，最后坠入了大气层，烧得一点儿都没剩下。

所以，地磁暴虽然对人体不会造成什么感觉，但对人类生活和经济的影响还是挺大的，特别是太空中的航天器，需要特别关注这类空间天气事件，采取必要的应对措施。

这次的地磁暴，说到底还是太阳活动产生的，那么这是否意味着太阳变得不再正常，甚至毁灭地球呢？那就是杞人忧天了。太阳活动的活跃度会呈现出周期性的变化，有极大期和极小期，每11年一个轮回。而2024年恰好就是太阳活动的极大年，活动达到峰值，所以出现高频次的地磁暴也就不足为奇了。