2024年5月太阳风暴

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2024年5月太阳风暴
可見光紅外線成像輻射儀英语Visible Infrared Imaging Radiometer Suite影像顯示5月10日至11日在北半球上空出現的極光
類型磁暴
形成2024年5月10日 (2024-05-10)
消散時間2024年5月13日 (2024-05-13)
影響地區 全世界
第25太陽週期的一部分

最高地磁擾動指數為-412 nT

2024年5月太陽風暴是2024年5月10日至13日第25太陽週期期間發生的一系列含有極端太陽耀斑磁暴成分的強勁太阳风暴。這場地磁風暴是自2003年英语2003 Halloween solar storms以來影響地球最強烈的一次,在北半球的異常低緯度地區產生出極光[1][2]

太陽耀斑和日冕物質拋射

5月8日在极紫外辐射(131 Å)下觀測到的日冕。AR3664位於太陽的中心,在此期間產生出多個太陽耀斑

2024年5月8日,一個獲美國國家海洋和大氣管理局編號為13664(AR3664)的太陽活躍區域產生一個X1.0級和多個M級的太陽耀斑,並向地球進行幾次日冕物質拋射[3]。5月9日,活躍區產生出X2.25級和X1.12級太陽耀斑,每個耀斑均與全光暈日冕物質拋射相關。5月10日,該區產生出一個X3.98級太陽耀斑,並於協調世界時5月11日凌晨1時23分又產生出另一個X5.4-5.7級太陽耀斑,並伴有另一次不對稱的全光暈日冕物質拋射[4][5][6]。該區還引發一場S1級太陽輻射風暴,那場風暴最高達到S2級[7]。5月14日,當最活躍的區域3664自轉超出太陽西緣時,產生出最強的太陽耀斑——X8.7級,導致R3級(強烈)的無線電停電[8]

磁暴

2024年5月10日至14日每三小時的Kp-指標

由於行星際磁場強度達到73nT(納特斯拉),地球磁軸的南向量達到-50nT,太陽風密度較高,太陽風速度在5月11日至12日(協調世界時)期間達到每秒750至800公里,被歸類為G5級地磁風暴(Kp = 9),使其成為自2003年萬聖節太陽風暴英语2003 Halloween solar storms以來最強烈的風暴[9][10]。其餘幾次日冕物質拋射預計將於5月11日至12日抵達地球[11]

與其他磁暴的比較

地磁擾動指數(Dst指數)是一項測量太空天氣的標準。地磁擾動指數為負值時意味着地磁场正在減弱[12]。在太陽風暴期間尤其如此,地磁擾動指數的負數值越大,表示太陽風暴越強。

2003年萬聖節太陽風暴英语2003 Halloween solar storms的最低地磁擾動指數為-383 nT,而2003年11月20日的另一場風暴達到-422 nT,但仍未達到G5級[13][14]1989年3月磁暴的最低地磁擾動指數為-589 nT[15],而1921年5月磁暴估計的最低地磁擾動指數為-907±132 nT。1859年卡灵顿事件中的超級風暴其最低地磁擾動指數估計在-800 nT到-1750 nT之間[16]

2024年5月太陽風暴的最低地磁擾動指數於5月11日達到-412 nT[17]

影响

由於阻止了電離層的形成並干擾无线电波的傳播,风暴已经影响到高频甚高频超高频特高频频段的地面广播和通信[18]

在加拿大,卑詩水電公司(BC Hydro)和魁北克水電公司 (Hydro-Québec) 表示,他們已為這場風暴做好了準備,並在風暴於10日至11日影響地球時對其進行了監測。 與1989年之前的一場太陽風暴導致魁北克省長達9小時的停電不同,這次風暴的影響並沒有導致停電的報導。[19][20]

在新西兰,输电公司宣布电网进入紧急状态,并关闭了一些输电线路以防电磁辐射的影响[21]

在中国大陆,国家空间天气监测预警中心在5月11日9时发布地磁暴红色预警,并认为中国大陆地区电离层将会出现扰动,短波通信导航定位会受到不同程度的影响;高层大气密度显著增加,将导致低轨卫星轨道衰减加剧[22]

在美國,電信公司AT&TT-Mobile 表示,他們已準備好應對網路中斷,但預計手機服務不太可能受到重大影響,因為網路依賴的頻率與受干擾影響的 HF 頻段不同。[23] 然而,尽管美国国家海洋和大气管理局报告称在全球定位系统和高频无线电通信中存在损坏和退化现象,但联邦应急管理局美國能源部都没有报告太阳风暴对美国人民造成重大影响[24]

約翰迪爾RTK全球定位系统GPS)設備的農業用戶報告稱,在地磁暴期間,位置精度顯著下降。 由於精準農業中使用GPS接收器引導拖拉機,部分農業工人被迫完全暫停種植活動。[25]

一些在风暴期間飛行的無人機使用者出現了異常行為,包括難以保持穩定懸停、GPS 訊號中斷,以及在某些情況下突然失控導致墜機。[26][27] 無人機在飛行過程中依靠 GPS 和磁訊號來保持位置,而這些訊號會受到地磁活動的影響。

世界標準時間 5 月 13 日 00:19 UTC,GOES-16衛星(位於 GOES 東位置的主要運行地球静止轨道氣象衛星,提供以美洲為中心的視圖)停止傳輸所有資料。 近 2 小時後 02:00 UTC 恢復資料傳輸。[28] 不久之後,第二次資料傳輸遺失,從 03:19 UTC 到 03:30 UTC 持續了 11 分鐘。[29]

對衛星服務的其他影響还包括星鏈系统,其系统用戶報告期间的下載速度較慢。根据星链母公司太空探索技术公司的首席执行官埃隆·马斯克报道称[30][31],星链作为一个拥有超过6,000颗低地球軌道衛星的互联网卫星通信系统[32],高强度太阳风暴对其通信服务有严重影响,并且“承受着很大的压力,但是到目前为止其还在坚持服务”。

台灣的中央氣象署於5月10日上午11點發出「磁暴特報」,指出5月8日因太陽表面活耀區發生太陽閃焰並伴隨顯著的日冕拋射物質事件,預計在5月11日凌晨到上午將通過近地太空環境,造成行星際空間的太陽風風速及密度明顯增加,後提醒國家太空中心台灣電力公司分別留意飛行器姿態及電網供應狀況[33]

图集

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參見

注释


参考来源

  1. ^ Miller, Katrina; Penn, Ivan; Lindner, Emmett. Northern Lights Set to Return During Extreme Solar Storm's 2nd Night – Electrical utilities said they weathered earlier conditions as persistent geomagnetic storms were expected to cause another light show in evening skies.需要免费注册. The New York Times. 11 May 2024 [12 May 2024]. (原始内容存档于12 May 2024). 
  2. ^ Ralls, Eric. Auroras expected all weekend across the U.S. as massive solar storm hits Earth. Earth.com. 10 May 2024 [11 May 2024]. (原始内容存档于11 May 2024) (英语). 
  3. ^ Sunspot region 3664, major flares and CMEs!. SpaceWeatherLive. 2024-05-08 [2024-05-11]. (原始内容存档于2024-05-09). 
  4. ^ Sunspot region AR13664. SpaceWeatherLive. [2024-05-11]. (原始内容存档于2024-05-11). 
  5. ^ CME impact imminent, Two more earth-directed CMEs. SpaceWeatherLive. 2024-05-10 [2024-05-11]. (原始内容存档于2024-05-10). 
  6. ^ Yet Another X-class Flare!. Space Weather Prediction Center. National Oceanic and Atmospheric Administration. 2024-05-11 [2024-05-11]. (原始内容存档于2024-05-11). 
  7. ^ Solar Photons archive, 10 May 2024. Space Weather Live. 2024-05-10 [2024-05-11]. (原始内容存档于2024-05-12). 
  8. ^ Region 3664 not done yet! Produces X8.7 flare...largest of the solar cycle!. Space Weather Prediction Center. US National Oceanic and Atmospheric Administration. [2024-05-15]. (原始内容存档于2024-05-15). 
  9. ^ Strongest geomagnetic storm since 2003, X5.8 solar flare. SpaceWeatherLive. 2024-05-11 [2024-05-11]. (原始内容存档于2024-05-11). 
  10. ^ Viewing archive of Saturday, 11 May 2024 Solar wind (Speed, Density), Interplanetary Magnetic Field (IMF) (Bt, Bz). SpaceWeatherLive. [2024-05-13]. (原始内容存档于2024-05-13). 
  11. ^ SWPC Issues Its First G4 Watch Since 2005. Space Weather Prediction Center. 2024-05-09 [2024-05-11]. (原始内容存档于2024-05-10). 
  12. ^ Abduallah, Yasser; Wang, Jason T. L.; Bose, Prianka; Zhang, Genwei; Gerges, Firas; Wang, Haimin, A Deep Learning Approach to Dst Index Prediction, 2022-05-05, arXiv:2205.02447可免费查阅 
  13. ^ Let's compare! Halloween 2003 VS May 2024 Solar Storms!. SpaceWeatherLive. 2024-05-17 [2024-05-18]. (原始内容存档于2024-05-17). 
  14. ^ Top 50 geomagnetic storms of 2003. SpaceWeatherLive. [2024-05-18]. (原始内容存档于2024-05-11). 
  15. ^ Boteler, D. H. A 21st Century View of the March 1989 Magnetic Storm. Space Weather. 2019-10-10, 17 (10): 1427–1441. Bibcode:2019SpWea..17.1427B. ISSN 1542-7390. doi:10.1029/2019SW002278可免费查阅 (英语). 
  16. ^ Near Miss: The Solar Superstorm of July 2012. NASA Science. [2024-05-11]. (原始内容存档于2024-05-11) (美国英语). 
  17. ^ Real-time Dst Index. World Data Center for Geomagnetism, Kyoto. [2024-05-11]. (原始内容存档于2024-05-10). 
  18. ^ Ralls, Eric. More mesmerizing auroras expected across the U.S. as new 'Extreme' solar storm hits Earth. Earth.com. [2024-05-12] (英语). 
  19. ^ Major solar storm hits Canada, bringing risks and aurora, B.C. Hydro monitoring. Vancouver Sun. The Canadian Press. 10 May 2024 [12 May 2024]. (原始内容存档于11 May 2024). 
  20. ^ Solar storm spares province of any power outages, Hydro-Québec says. The Gazette (Montreal Gazette). La Presse Canadienne. 10 May 2024 [12 May 2024]. (原始内容存档于12 May 2024). 
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  22. ^ 国家空间天气监测预警中心发布地磁暴红色预警. 新华网. [2024-05-13]. 
  23. ^ Sutton, Joe; Smart, Sara. AT&T and TMobile say they ready to respond to any impacts from geomagnetic storm. CNN. 10 May 2024 [12 May 2024]. 
  24. ^ Krisher, Tom; Funk, Josh; Dunn, Marcia. Solar storm puts on brilliant light show across the globe, but no serious problems reported. apnews.com. The Associated Press. May 11, 2024 [11 May 2024]. 
  25. ^ Koebler, Jason. Solar Storm Knocks Out Farmers' Tractor GPS Systems During Peak Planting Season. 404 Media. 2024-05-12 [2024-05-12]. (原始内容存档于12 May 2024) (英语). 
  26. ^ Geomagnetic Storm Watch. DJI Mavic, Air & Mini Drone Community. 10 May 2024 [13 May 2024] (美国英语). 
  27. ^ bluereptile. $3k down the drain. r/dji. 12 May 2024 [13 May 2024]. (原始内容存档于13 May 2024). 
  28. ^ Correction: Length of the Outage/Event. www.ospo.noaa.gov. [2024-05-13]. (原始内容存档于13 May 2024). 
  29. ^ Topic: GOES-16 All Products and derived products delivered to AWIPS, GRB, PDA. www.ospo.noaa.gov. [2024-05-13]. (原始内容存档于13 May 2024). 
  30. ^ Shetti, Utkarsh. Williams, Alison; Mark, Potter , 编. Musk's Starlink satellites disrupted by major solar storm. Reuters. 11 May 2024 [11 May 2024]. 
  31. ^ Musk, Elon [@elonmusk]. Major geomagnetic solar storm happening right now. Biggest in a long time. Starlink satellites are under a lot of pressure, but holding up so far. (推文). 2024-05-11 [2024-05-11] –通过Twitter. 
  32. ^ McDowell, Jonathan. Starlink Launch Statistics. Jonathan's Space Pages. 11 May 2024 [11 May 2024]. (原始内容存档于10 May 2024). 
  33. ^ 王嘉庆. 气象署罕见「磁暴特报」 扰动24小时!强烈等级. 中时新闻网. [2024-05-14].