今年首次特大地磁暴来袭 我国多地现极光奇观 专家提示防范通信导航风险

(问题)中国气象局监测表明,北京时间1月20日02时起,地球进入明显地磁扰动状态。监测记录显示,此次过程包含特大地磁暴与中等地磁暴等阶段,整体仍未结束。另外,我国在较高纬度及部分适宜观测区域出现极光现象,引发社会关注。地磁暴并非肉眼可直接“感到”的事件,但其在天空中的外在表现——极光,往往成为公众感知空间天气的窗口。 (原因)地磁暴本质上是地球磁场受到强烈扰动的空间天气事件,通常与太阳活动密切有关。当太阳释放的高能带电粒子与磁化等离子体抵达近地空间后,会与地球磁层发生耦合,促使磁层—电离层系统能量输入增加,地磁指数随之快速变化。相关卫星对地磁活动过程的探测,为评估扰动强度与持续时间提供了重要依据。冬季夜间观测条件相对有利叠加扰动强度偏强,也使得本次极光观测范围更受关注。 (影响)从影响链条看,地磁暴主要通过两条途径作用于人类活动:一是扰动电离层,二是加热并膨胀高层大气。其直接结果是通信、导航、航天与电力等系统面临不同程度的“可用性下降”和“精度波动”风险。 一是航天领域风险上升。地磁暴会驱动高层大气粒子运动加剧,导致大气受热膨胀并向更高空间扩散,使近地轨道航天器遭遇更大气动阻力,轨道衰减加快,姿态控制与轨道维持压力增大,碎片环境与在轨碰撞风险也需同步评估。 二是通信与导航精度易受干扰。地磁暴期间电离层可能发生强烈扰动,短波通信的传播条件波动增大,部分时段可能出现通信衰落或中断;卫星导航信号穿越电离层时会产生更复杂的延迟误差,导致定位精度下降,进而影响交通运输、户外作业、应急调度等对高精度定位依赖较强的场景。手机通信与卫星电视信号质量也可能在局地、短时出现波动。 三是电力系统面临负荷与设备风险。强地磁扰动可在长距离输电线路上诱发地磁感应电流,增加线路电流负荷与设备应力,个别情况下可能引发变压器异常、保护动作或设备损伤,带来局部供电可靠性风险。对电网而言,这类风险更多体现为“低概率但高影响”的极端事件防范需求。 四是公众生活与健康影响总体有限。现有研究与实践经验表明,地磁暴对普通人日常生活与身体健康的直接影响较小,不必采取专门防护措施。但对依赖地磁与太阳等线索进行导航迁徙的动物可能产生干扰,例如信鸽等物种在强扰动环境下方向辨识能力可能下降。 (对策)应对地磁暴,关键在于“监测预报—风险提示—行业联动”的闭环管理。气象及主管部门需持续跟踪地磁指数变化与电离层扰动特征,及时发布空间天气预警提示。对行业用户而言,应根据风险等级采取差异化措施:航天器运行管理可加强轨道与姿态监控、必要时调整控制策略;通信、导航行业可提升抗干扰能力与冗余保障,重要时段强化信号质量监测;电网企业可加强地磁感应电流监测与设备工况评估,优化运行方式,降低关键设备受冲击风险。对公众层面,应以科普方式明确“观测极光可行、日常无需恐慌”,同时提醒在导航精度要求较高的户外活动、航空航海等场景注意信息来源与备份手段。 (前景)从趋势看,空间天气具有突发性与持续性的双重特点,地磁暴过程可能呈现强度起伏与阶段性反复。随着我国空间天气监测体系与卫星观测能力持续增强,对地磁暴的预警和影响评估将更趋精细化,为航天安全、通信导航保障、电网稳定运行提供更有力支撑。面向未来,推动空间天气与交通、电力、通信等关键基础设施的联动预案常态化,将有助于在极端事件中提升韧性与恢复能力。

此次地磁暴事件既展现了宇宙空间的壮丽图景,也为我国空间天气预警体系建设提供了重要观测数据。在人类活动日益依赖太空技术的今天,加强对空间环境变化的认知和应对能力,已成为保障国家安全和经济社会发展的重要课题。未来需要持续完善天地一体化的监测体系,为应对极端空间天气事件筑牢科技防线。