当地时间11月17日，美国国家航空航天局宇航员泽娜·卡德曼发布一段视频，展示了从国际空间站看到 的绚丽北极光。 卡德曼说："在国际空间站，极光经常出现。上周的极光尤其壮观。" 极光的出现，背后是太阳活动与地球磁场的奇妙互动。当太阳发生耀斑、日冕物质抛射等剧烈活动时， 会释放大量高速带电粒子流。这些粒子穿越星际空间抵达地球后，与地球磁场相互作用引发地磁活动， 在地磁场引导下，部分高能粒子闯入南北两极高空大气层，与大气气体原子撞击并释放能量，最终形成 绚丽的极光。 ...

极光现象概述 - 11月12日晚间至13日凌晨，我国北方多地出现极光现象，色彩包括红色、绿色和紫色，相互交织[2] - 观测到的地区包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、新疆、北京等地，形态包括鲜艳的光幕和绚丽的光柱[8] - 星空摄影爱好者纷纷记录此次事件，肉眼清晰可见绿色、红色的极光柱在不断变化[12] 极光现象成因 - 此次极光现象由太阳活动引发，受多个日冕物质抛射过程影响，国家空间天气监测预警中心预判12日可能出现大甚至特大地磁暴，13日可能出现中等甚至大地磁暴[4] - 地磁暴是产生极光的直接原因，极光被视为地磁暴的"副产物"[6] - 太阳活动存在周期性，当前处于第25个太阳活动周期，从2019年开始，预计2025年左右达到顶峰，期间太阳活动较为活跃[13] 极光现象特征与比较 - 我国境内观测到的极光多数呈现玫红色幕布，有时也会变为橙色、绿色的光柱并缓缓移动[6] - 此次极光强度大、范围广，相比今年以来极光频次下降的情况，是一次难得的观赏机会[10] - 本次极光爆发的规模与去年5月11日那次相当，当时中纬度地区的北京也出现了罕见的极光现象[12] 未来展望 - 未来一段时间，我国北方地区仍有看到极光的机会[13]

极光现象与观测 - 北京时间11月12日晚，内蒙古、北京等地出现极光，北京怀柔有摄影爱好者拍摄到极光 [1] - 北京天文馆团队正在内蒙古呼伦贝尔（约北纬49度）进行极光观测与直播，并于20时17分左右观测到红绿复合极光 [1][4] - 预计未来三天中国仍有出现极光的可能，北纬40度线以北居民晚上面向北方天空可使用相机或手机尝试拍摄，北纬35度左右高海拔地区居民也可尝试 [3] 极光成因与太阳活动 - 本次极光现象源于北京时间11月12日8时开始的地球磁暴过程，该磁暴主要源自11月10日下午的太阳爆发活动 [3] - 全晕日冕物质抛射将太阳能量运送至地球，随着二者磁场连接引发地磁暴，太阳物质与地球南北极区上空大气接触形成极光 [3] - 极光出现与太阳活动有关，太阳出现黑子、耀斑爆发等剧烈活动时，高能粒子传至地球附近，引起地球磁场和高空粒子变化进而产生极光 [3] 极光观测频率与趋势 - 2024年与2025年处于太阳活动周期的丰年，若太阳活动特别强，可能在中纬度地区看到极光 [3] - 中国北纬40度到50度区域以往极少能看到极光，但近两年已观测到多次，去年在北京也曾观测到极光 [3] - 观测极光需在天黑后、天气晴朗的地点进行，例如漠河虽是中国纬度最高城市，但因阴天无法观测到此次极光 [4]

地磁活动与极光预测 - 中国气象局国家空间天气监测预警中心预计今明两天可能出现中等强度地磁活动 [1] - 受地磁活动影响，我国北方地区如黑龙江漠河、新疆、内蒙古等地，在今晚到明天凌晨可能出现极光 [1] - 极光强度预计以红色弱极光为主，小概率会出现红绿复合极光 [1] 极光观赏建议 - 感兴趣的公众可在天气晴好、光污染较少的区域留意夜空进行观赏 [1] - 追光爱好者们不要错过此次机会 [3] 极光形成原理 - 极光的出现源于太阳活动与地球磁场的相互作用 [2] - 当太阳发生耀斑、日冕物质抛射等剧烈活动时，会释放大量高速带电粒子流 [2] - 这些粒子抵达地球后与地球磁场相互作用引发地磁活动，部分高能粒子闯入两极高空大气层，与大气气体原子撞击释放能量，形成极光 [2]

地磁活动与极光现象 - 中国气象局国家空间天气监测预警中心预计今明两天可能出现中等强度地磁活动 [2] - 受地磁活动影响，我国北方地区如黑龙江漠河、新疆、内蒙古等地今晚至明天凌晨可能出现极光，强度以红色弱极光为主，小概率出现红绿复合极光 [2] - 地磁活动由太阳耀斑、日冕物质抛射等剧烈活动释放的高速带电粒子流引发，这些粒子与地球磁场相互作用并撞击大气气体原子形成极光 [3] - 追光爱好者可在天气晴好、光污染少的区域观测极光 [2][4]

极光现象预测 - 中国气象局国家空间天气监测预警中心预计今明两天可能出现中等强度地磁活动 [1] - 受地磁活动影响，我国北方地区如黑龙江漠河、新疆、内蒙古等地，今晚到明天凌晨可能出现极光，极光强度预计以红色弱极光为主，小概率会出现红绿复合极光 [1] - 感兴趣的公众可在天气晴好、光污染较少的区域留意夜空欣赏 [1] 极光形成原理 - 极光的出现是太阳活动与地球磁场的相互作用结果 [3] - 当太阳发生耀斑、日冕物质抛射等剧烈活动时，会释放大量高速带电粒子流 [3] - 这些粒子抵达地球后与地球磁场相互作用引发地磁活动，部分高能粒子闯入南北两极高空大气层，与大气气体原子撞击并释放能量，最终形成极光 [3]

太阳活动事件概述 - 近期太阳活动频繁，在11月5日、6日爆发X1.8、X1.1、M7.4和M8.6级耀斑，并于11月9日下午再次爆发X1.7级耀斑 [1] - 太阳耀斑和日冕物质抛射均属于太阳活动，耀斑喷涌物质可达数亿吨至数万亿吨，日冕物质抛射速度可达每秒数百公里 [1] 空间天气影响 - 太阳活动引起的短时变化被称为空间天气，地磁暴是其中一种表现形式 [1] - 地磁暴会对航天、航空、通信等高技术行业造成干扰，例如导致卫星和空间站轨道发生变化 [1] - 太阳耀斑的强度（如X1.7级）并不直接决定地磁暴强度，日冕物质抛射的速度和方向也是关键因素，9日的爆发因正对地球而影响稍明显 [2] 监测预警能力建设 - 国家重大科技基础设施子午工程二期已于今年3月通过国家验收，建成覆盖日地空间全圈层的监测设施 [2] - 新一代一体化空间天气业务系统“风云太空”已于今年4月发布，标志着空间天气监测预警能力提升 [2] - 我国正推动“羲和二号”日地L5太阳探测工程，该卫星计划抵达日地引力平衡点，可提前4至5天观测面向地球的太阳活动，为空间天气预警预报提供数据支撑 [2]

研究核心观点 - 首次通过辐射磁流体力学模拟揭示了太阳大气中振荡磁重联现象的物理机制 [1] - 研究为解释太阳耀斑等活动的周期性变化提供了全新理论模型 [1] - 研究成果对理解太阳活动规律和助力空间天气预报具有重要意义 [1] 研究背景与意义 - 磁重联是宇宙中普遍存在的能量释放过程 可瞬间释放巨大能量并引发太阳耀斑 日冕物质抛射等剧烈活动 [1] - 振荡磁重联是一种特殊模式 其电流片会周期性反转方向 周期从几十分钟到数小时不等 此前成因未明 [1] - 此项研究首次将对流区动力学与日冕磁重联耦合 解决了以往模拟周期与观测不符的难题 [2] 研究方法与发现 - 通过2.5维辐射磁流体力学模拟 还原了太阳内部的磁通量绳从对流区浮升至大气并与背景磁场发生重联的过程 [1] - 模拟显示电流片进入日冕后方向呈现准周期性反转 在40个周期中反转周期集中在8至15分钟 最长达30分钟 与观测结果高度吻合 [1] - 研究发现太阳对流区的对流和湍流运动是驱动机制 等离子体与磁场浮升会改变电流片周围的气压梯度与洛伦兹力 引发方向反转 [2] - 磁重联速率的100至400秒周期性起伏与太阳声波振荡周期一致 暗示太阳内部运动与大气活动存在深层关联 [2]

太阳活动与空间天气事件 - 太阳近日发生一次威力强大的日珥爆发事件，形成长达40万公里的等离子体沟壑，长度相当于地球到月球距离[1] - 日珥由较冷且密集的太阳等离子体构成，当不稳定时可能剧烈爆发并引发日冕物质抛射，但本次事件未对准地球故未造成明显近地空间环境变化[3] - 当前太阳活动仍处于峰年阶段，2024-2025年为高发期，本轮太阳活动周比上一周期更强烈，预计2030年前仍可能出现大规模爆发[4][8] 空间天气灾害影响 - 灾害性空间天气可导致卫星失效、通信中断、导航偏差、电网瘫痪等风险，2024年已发生60余次X级耀斑，单次能量相当于中国30万年用电量[6] - 2024年5月特大磁暴和10月超大磁暴事件曾引发我国电离层大面积减弱，对通讯导航造成强烈扰动[6] - 在轨卫星故障中约50%受空间天气事件影响，高能粒子还会干扰卫星电子器件及航天员舱外作业安全[9][11] 太空资产防护挑战 - 我国在轨航天器数量已超1000颗，太阳高活跃状态使太空资产安全面临更大挑战[9] - 专家建议从航天器设计阶段就需考虑空间天气影响，包括防辐射设计、轨道阻力变化应对及飞行姿态调整[22] - 未来拟在卫星中引入人工智能芯片实现自主采样、分析和决策，减少对地面指令依赖[24] 人工智能预报技术进展 - 我国研发出世界首个面向空间天气监测预报的AI模型"风宇"，可预报太阳爆发影响地球全过程，近期将发布[12][14] - 该模型通过耦合优化器整合"煦风"(太阳风)、"天磁"(地球磁场)、"电穹"(电离层)等子模型，实现上下游数据协同学习[14] - AI技术已实现太阳风源区实时自动识别，为预报提供更有效信息支撑[17][19] 监测预警体系建设 - 我国建成天地一体化监测体系，包括"风云卫星""羲和号""夸父一号"等空间监测设备及地面104个台站近300台设备[20] - 子午工程首次实现对日地空间环境全圈层多要素立体探测，结合AI模型实现从监测到预警的全链路智能化[16][20]

帕克太阳探测器任务进展 - 帕克太阳探测器近日完成第24次近距离飞掠太阳，距离太阳表面约620万公里，速度达每小时68.7万公里，延续去年底以来的飞行距离纪录[1] - 探测器于2024年11月6日完成第七次金星引力助推飞行，进入最终轨道，并在2024年12月、2025年3月和6月实现最接近太阳的飞掠[3] - 此次飞掠是计划中最后一次，之后探测器将继续围绕太阳运行观测，直至2026年任务评估[3] 太阳物理特性研究 - 太阳半径约70万公里，最外层日冕温度高达百万摄氏度，远超太阳表面温度[1] - 太阳大气向外释放超声速带电粒子流（太阳风），速度通常达每秒数百公里[1] - 太阳活动具有11年周期特征，目前处于第25活动周极大年，黑子数量显著增加，耀斑和日冕物质抛射活动频繁[3] 探测器技术配置 - 配备4台先进仪器：太阳风粒子探测器、宽视场成像仪、电磁场探测仪、高能粒子探测仪[2] - 采用碳复合材料防热罩的热防护系统，可承受极强太阳辐射[2] - 已取得多项科学发现，包括太阳风磁场折回结构和太阳附近无尘区证实[3] 国际合作观测体系 - 除帕克探测器外，欧洲"太阳轨道飞行器"、中国"夸父一号""羲和号"及风云卫星共同参与太阳活动观测[4] - 未来将构建太阳立体监测体系，提升太阳活动预测能力[4] - 研究成果有助于理解恒星活动规律，为深空探测提供支持[4]