衛星警覺!加拿大夜空灰白「雲層」飄蕩,和俄亥俄毒氣泄露有關嗎

中國氣象愛好者 發佈 2024-04-28T07:04:00.254810+00:00

近日,一顆衛星在夜間飛掠北美洲時,在加拿大上空拍攝下了奇特的衛星圖像——在加拿大的夜空,大量灰白色的奇特「雲帶」自西南向東北延伸掠過加拿大上空,看上去像煙霧又像是氣流,引發了不少網友的關注:這是什麼現象,難道是美國俄亥俄州毒氣泄露擴散過去了?

近日,一顆衛星在夜間飛掠北美洲時,在加拿大上空拍攝下了奇特的衛星圖像——在加拿大的夜空,大量灰白色的奇特「雲帶」自西南向東北延伸掠過加拿大上空,看上去像煙霧又像是氣流,引發了不少網友的關注:這是什麼現象,難道是美國俄亥俄州毒氣泄露擴散過去了?

一、加拿大上空灰白「雲層」飄蕩

這張衛星圖像是衛星採用VIIRS(Visible infrared Imaging Radiometer)可見光紅外成像輻射儀的「晝夜波段」獲取的,它檢測從綠色到近紅外波長範圍內的光,並使用過濾技術觀察夜間的城市燈光和反射月光等信號。2023年2月27日清晨,衛星拍攝下的這些灰白色「雲層」其實不是雲層,而是2月27日在該地區上空大量湧現的極光。

這些極光出現在了加拿大魁北克和安大略兩省上空——隨著近期太陽持續活躍,高緯度地區各色極光不斷出現。尤其是2月27日前後,受數日前連續日冕物質拋射事件影響,一度出現強地磁暴事件(Kp=7/G3)。

同樣的,在2月27日,另一顆衛星也拍攝到了加拿大上空大量灰白色如「煙霧」一般四處彌散的極光,顯示出了當天強地磁暴事件中,北美洲上空的極光大爆發。

二、強烈地磁暴事件出現

根據 NOAA 空間天氣預報中心的數據,太陽在2月25日和2月26日爆發了兩次日冕物質拋射事件,其中一次與 M6.2 太陽耀斑有關。 根據根據強度劃分太陽耀斑的分類系統,最大的耀斑被稱為X 級,最小的是 A 級(接近背景水平),從小到大分別是A、B、C、M和 X。類似於地震的芮氏規模,每個字母代表能量輸出增加 10 倍。其中較高速的高能質子流僅需數十分鐘到數小時即抵達地球,兩次事件的高能質子流出現疊加並推高至警戒水平之上,造成了強烈的極蓋吸收事件;而速度較慢的帶電粒子流則在27日凌晨起抵達地球,並造成較強地磁暴事件。

這些高能等離子體流衝擊時,會使地磁場壓縮變形,並將大量帶電粒子注入磁層區域,引發磁層環電流急劇變化;而由於變化的電流會產生變化的磁場,這一部分帶電粒子流會給地磁場額外附加一部分感應磁場,這額外附加的部分就被稱作地磁擾動,其中較強者稱作地磁暴。

在這當中,磁情指數(Kp Index),即單個地磁台用來描述每日每3個小時內的地磁擾動強度的指數,是一種定量的分級指數,是用以表明地磁暴強度的一種指數。Kp指數從0~9共分10級,數字越大表示地磁擾動越強,一般來說在極圈內的城市只要Kp指數達到3~4就代表極光處於活躍狀態,kp指數到5~6就已經屬於非常活躍了。而這次地磁暴最強達到了7,即達到了強磁暴級別。另一分析認為地磁暴活動達到了G3級別,從G1到G5的分類中屬於比較大規模的地磁暴活動。

對於更多普通人而言,在較強磁暴發生時,地球大氣層中出現了一個跡象,那就是令人眼花繚亂的極光,它甚至延伸到北極圈以外的中緯度地區。這次事件不僅有冰島、加拿大、美國阿拉斯加等地有極光目擊報告,而且更有美國東北部、英國北部、法國北部等地有極光目擊報告。例如《華盛頓郵報》報導,地面上的人們報告說在阿拉斯加、華盛頓、密西根、紐約以及南至俄亥俄州發現了涌動的紅色、綠色和紫色極光。

加拿大的激烈極光,來自微博網友@Lostinabc

甚至於,一天後的2月28日,美國宇航局太空人喬什·卡薩達 (Josh Cassada) 在他位於國際空間站的位置上拍攝了極光照片(如下圖)。 這張照片是在國際空間站經過加拿大曼尼托巴省東南部時拍攝的,他在社交平台上發出這張照片時的評論是:「看起來絕對不真實。」

三、不排除還會有類似事件出現

毫無疑問,隨著我們越來越接近第 25 個太陽周期的頂峰,太陽上的活動正在變得越來越活躍。雖然Kp=7的強地磁暴事件聽起來很嚇人,但在接近太陽活動頂峰時期,這樣的事件其實也並非罕見,一次太陽活動周期會有約200次Kp=7的強磁暴,並集中在太陽活動峰值年份。

傳統上,太陽活動周期是通過太陽黑子數量的上升和下降來衡量的,但它也與太陽耀斑、日冕物質拋射 (CME)、射電輻射和其他形式的太空天氣的增加同時發生。 這些來自太陽大氣層的磁化等離子體和高能波的爆發可以為地球磁層中的氣體和粒子提供能量。 這些粒子在 100 至 400 公里的高度撞擊地球上層大氣,在那裡它們激發氧和氮分子並釋放光子,結果是天空中舞動的光線、「床單」和「窗簾」。

實際上,除了絢麗的極光,地磁暴期間,保護地球的磁場結構會發生改變,很多處在更高軌道的衛星,比如同步衛星,就會暴露於不同磁場和等離子環境,從而受到高能粒子的直接攻擊,甚至導致一些衛星器件失效。這樣就會影響衛星通信、導航、遙感等服務。同時,地面無線電波也會受到電離層擾動的影響,導致通信質量下降或中斷 。因此,在強度較大的地磁暴期間,人們可能無法正常使用手機、電視、廣播、網際網路等通信工具 。

地磁暴還會在地表產生幾伏特到幾十伏特每公里的感應電壓 。這些感應電壓會沿著輸電線路傳播,並在變壓器和發電機等設備上造成過載或損壞 。在極端情況下,甚至可能引起大規模的停電事故 。例如,在1989年3月13日,在太陽第22周期內發生的一次強度為Kp=9級的超級地磁暴中,加拿大魁北克省和美國東北部部分區域出現了長達9小時以上的停電事件。

地磁暴對人體並沒有直接影響,但也有研究認為,一些人在強度較大或持續時間較長的地磁暴期間,他們可能會感到不適或焦慮。空間氣象專家的預測表明,接下來的太陽活動高峰(太陽活動最大值)可能會在 2025 年年中達到。因此,從2023年至2025年,這類事件也將會頻繁的走入我們的視線。

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