想必現(xiàn)在有很多小伙伴對于什么是磁暴方面的知識都比較想要了解，那么今天小好小編就為大家收集了一些關(guān)于什么是磁暴方面的知識分享給大家，希望大家會喜歡哦。

磁爆

全球性的強(qiáng)烈地磁場擾動即磁暴。所謂強(qiáng)烈是相對各種地磁擾動而言。其實(shí)地面地磁場變化量較其平靜值是很微小的。在中低緯度地區(qū)，地面地磁場變化量很少有超過幾百納特的（地面地磁場的寧靜值在全球絕大多數(shù)地區(qū)都超過 3萬納特）。一般的磁暴都需要在地磁臺用專門儀器做系統(tǒng)觀測才能發(fā)現(xiàn)。

磁暴是常見現(xiàn)象。不發(fā)生磁暴的月份是很少的，當(dāng)太陽活動增強(qiáng)時，可能一個月發(fā)生數(shù)次。有時一次磁暴發(fā)生27天（一個太陽自轉(zhuǎn)周期）后，又有磁暴發(fā)生。這類磁暴稱為重現(xiàn)性磁暴。重現(xiàn)次數(shù)一般為一、二次。

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研究簡史　19世紀(jì) 30年代 C.F.高斯和韋伯建立地磁臺站之初,就發(fā)現(xiàn)了地磁場經(jīng)常有微小的起伏變化。1847年，地磁臺開始有連續(xù)的照相記錄。1859年9月1日，英國人卡林頓在觀察太陽黑子時，用肉眼首先發(fā)現(xiàn)了太陽耀斑。第二天，地磁臺記錄到 700納特的強(qiáng)磁暴。這個偶然的發(fā)現(xiàn)和巧合，使人們認(rèn)識到磁暴與太陽耀斑有關(guān)。還發(fā)現(xiàn)磁暴時極光十分活躍。19世紀(jì)后半期磁暴研究主要是積累觀測資料。

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20世紀(jì)初,挪威的K.伯克蘭從第一次國際極年(1882～1883)的極區(qū)觀測資料,分析出引起極光帶磁場擾動的電流主要是在地球上空，而不在地球內(nèi)部。為解釋這個外空電流的起源，以及它和極光、太陽耀斑的關(guān)系，伯克蘭和F.C.M.史篤默相繼提出了太陽微粒流假說。到30年代,磁暴研究成果集中體現(xiàn)在查普曼-費(fèi)拉羅磁暴理論中，他們提出地磁場被太陽粒子流壓縮的假說，被后來觀測所證實(shí)。

50年代之后，實(shí)地空間探測不但驗(yàn)證了磁暴起源于太陽粒子流的假說，并且發(fā)現(xiàn)了磁層，認(rèn)識了磁暴期間磁層各部分的變化。對磁層環(huán)電流粒子的存在及其行為的探測，把磁暴概念擴(kuò)展成了磁層暴。

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磁暴和磁層暴是同一現(xiàn)象的不同名稱，強(qiáng)調(diào)了不同側(cè)面。盡管磁暴的活動中心是在磁層中，但通常按傳統(tǒng)概念對磁暴形態(tài)的描述仍以地面地磁場的變化為代表。這是因?yàn)?，人們了解得最透徹的仍是地面地磁場的表現(xiàn)。

形態(tài)　在磁暴期間，地磁場的磁偏角和垂直分量都有明顯起伏,但最具特征的是水平分量H。磁暴進(jìn)程多以水平分量的變化為代表。大多數(shù)磁暴開始時，在全球大多數(shù)地磁臺的磁照圖上呈現(xiàn)出水平分量的一個陡然上升。在中低緯度臺站，其上升幅度約10～20納特。這稱為磁暴急始,記為SSC或SC。急始是識別磁暴發(fā)生的明顯標(biāo)志。有急始的磁暴稱為急始型磁暴。高緯臺站急始發(fā)生的時刻較低緯臺站超前,時間差不超過1分鐘。

磁暴開始急，發(fā)展快，恢復(fù)慢，一般都持續(xù)兩三天才逐漸恢復(fù)平靜。磁暴發(fā)生之后，磁照圖呈現(xiàn)明顯的起伏，這也是識別磁暴的標(biāo)志。同一磁暴在不同經(jīng)緯度的磁照圖上表現(xiàn)得很不一樣。為了看出磁暴進(jìn)程，通常都需要用分布在全球不同經(jīng)度的若干個中、低緯度臺站的磁照圖進(jìn)行平均。經(jīng)過平均之后的磁暴的進(jìn)程稱為磁暴時（以急始起算的時刻）變化，記為Dst。

磁暴時變化大體可分為 3個階段。緊接磁暴急始之后，數(shù)小時之內(nèi)，水平分量較其平靜值大，但增大的幅度不大，一般為數(shù)十納特，磁照圖相對穩(wěn)定。這段期間稱為磁暴初相。然后，水平分量很快下降到極小值，下降時間約半天，其間，磁照圖起伏劇烈，這是磁暴表現(xiàn)最活躍的時期，稱為磁暴主相。通常所謂磁暴幅度或磁暴強(qiáng)度，即指這個極小值與平靜值之差的絕對值，也稱Dst幅度。水平分量下降到極小值之后開始回升，兩三天后恢復(fù)平靜，這段期間稱為磁暴恢復(fù)相。磁暴的總的效果是使地面地磁場減小。這一效應(yīng)一直持續(xù)到恢復(fù)相之后的兩三天，稱為磁暴后效。通常，一次磁暴的幅度隨緯度增加而減小，表明主相的源距赤道較近。

同一磁暴,各臺站的磁照圖的水平分量H與平均形態(tài)Dst的差值,隨臺站所在地方時不同而表現(xiàn)出系統(tǒng)的分布規(guī)律。這種變化成分稱為地方時變化，記為DS。DS反映出磁暴現(xiàn)象的全球非軸對稱的空間特性，而不是磁暴的過程描述。它表明磁暴的源在全球范圍是非軸對稱分布的。

磁照圖反映所有各類擾動的疊加，又是判斷和研究磁暴的依據(jù)，因此實(shí)際工作中往往把所有這些局部擾動都作為一種成分，包括到磁暴中。但在建立磁暴概念時，應(yīng)注意概念的獨(dú)立性和排他性。磁暴應(yīng)該指把局部干擾排除之后的全球性擾動。

成因　太陽耀斑的噴出物常在其前緣形成激波，以1000公里／秒的速度，約經(jīng)一天，傳到地球。太陽風(fēng)高速流也在其前緣形成激波，激波中太陽風(fēng)壓力驟增。當(dāng)激波掃過地球時，磁層就被突然壓縮，造成磁層頂?shù)厍蛞粋?cè)的磁場增強(qiáng)。這種變化通過磁流體波傳到地面，表現(xiàn)為地面磁場增強(qiáng)，就是磁暴急始。急始之后，磁層被壓縮，壓縮劇烈時，磁層頂可以進(jìn)入同步軌道之內(nèi)。與此同時磁層內(nèi)的對流電場增強(qiáng)，使等離子體層收縮，收縮劇烈時，等離子體層頂可以近至距地面2～3個地球半徑。如果激波之后的太陽風(fēng)參數(shù)比較均勻，則急始之后的磁層保持一段相對穩(wěn)定的被壓縮狀態(tài)，這對應(yīng)磁暴初相。

磁暴期間，磁層中最具特征的現(xiàn)象是磁層環(huán)電流粒子增多。磁層內(nèi),磁赤道面上下4個地球半徑之內(nèi)，距離地心2～10個地球半徑的區(qū)域內(nèi),分布有能量為幾十至幾十萬電子伏的質(zhì)子。這些質(zhì)子稱為環(huán)電流粒子，在地磁場中西向漂移運(yùn)動形成西向環(huán)電流,或稱磁層環(huán)電流,強(qiáng)度約106安。磁層環(huán)電流在磁層平靜時也是存在的。而磁暴主相時，從磁尾等離子體片有大量低能質(zhì)子注入環(huán)電流區(qū)，使環(huán)電流幅度大增。增強(qiáng)了的環(huán)電流在地面的磁效應(yīng)就是H分量的下降。每注入一次質(zhì)子，就造成H下降一次，稱為一次亞暴，磁暴主相是一連串亞暴連續(xù)發(fā)生的結(jié)果。磁暴主相的幅度與環(huán)電流粒子的總能量成正比。磁暴幅度為100納特時,環(huán)電流粒子能量可達(dá)4×1015焦耳。這大約就是一次典型的磁暴中，磁層從太陽風(fēng)所獲得并耗散的總能量。而半徑為 3個地球半徑的球面之外的地球基本磁場的總能量也只有3×1016焦耳?？梢?，磁暴期間磁層擾動之劇烈。

磁層亞暴時注入的粒子向西漂移,并繞地球運(yùn)動,在主相期間來不及漂移成閉合的電流環(huán)，因此這時的環(huán)電流總是非軸對稱的，在黃昏一側(cè)強(qiáng)些。

除主相環(huán)電流外，在主相期間發(fā)生的亞暴還對應(yīng)有伯克蘭電流體系。伯克蘭電流體系顯然是非軸對稱的。它在中低緯度也會產(chǎn)生磁效應(yīng),只不過由于距離較遠(yuǎn),效應(yīng)較之極光帶弱得多。它和主相環(huán)電流的非軸對稱部分的地磁效應(yīng)合在一起就是DS場。

由于磁層波對粒子的散射作用，以及粒子的電荷交換反應(yīng),環(huán)電流粒子會不斷消失。當(dāng)亞暴活動停息后,不再有粒子供給環(huán)電流，環(huán)電流強(qiáng)度開始減弱，進(jìn)入磁暴恢復(fù)相。

所有這些空間電流，在地面產(chǎn)生磁場的同時，還會在導(dǎo)電的地殼和地幔中產(chǎn)生感應(yīng)電流，但是感應(yīng)電流引起的地磁場變化，其大小只有空間電流引起的地磁場變化的一半。

研究意義　磁暴觀測早已成為各地磁臺站的一項(xiàng)常規(guī)業(yè)務(wù)。在所有空間物理觀測項(xiàng)目中，地面磁場觀測最簡單可行,也易于連續(xù)和持久進(jìn)行,觀測點(diǎn)可以同時覆蓋全球陸地表面。因此磁暴的地面觀測是了解磁層的最基本、最有效的手段。在研究日地空間的其他現(xiàn)象時，往往都要參考代表磁暴活動情況的磁情指數(shù)，用以進(jìn)行數(shù)據(jù)分類和相關(guān)性研究。

磁暴引起電離層暴，從而干擾短波無線電通訊；磁暴有可能干擾電工、磁工設(shè)備的運(yùn)行；磁暴還有可能干擾各種磁測量工作。因此某些工業(yè)和實(shí)用部門也希望得到磁暴的預(yù)報(bào)和觀測資料。

磁暴研究除了上述服務(wù)性目的之外，還有它本身的學(xué)科意義。磁暴和其他空間現(xiàn)象的關(guān)系，特別是磁暴與太陽風(fēng)狀態(tài)的關(guān)系，磁暴與磁層亞暴的關(guān)系，以及磁暴的誘發(fā)條件，供應(yīng)磁暴的能量如何從太陽風(fēng)進(jìn)入磁層等等問題，至今仍是磁層物理最活躍的課題。磁暴作為一種環(huán)境因素，與生態(tài)的關(guān)系問題也開始引起人們的注意和興趣

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