地磁暴对人类生活的影响有哪些?
1.直接影响
当地磁场扰动时,磁场方向和大小的改变会影响它们之间的力矩,致使卫星的姿态发生变化。卫星的姿态发生变化后,通信卫星将无法正常通信,甚至有时可能会中断通信;气象卫星也无法监测地球。
2.间接影响
当强磁暴发生时,磁层顶部由于受到高速太阳风的剧烈挤压而被压缩到地球同步轨道之内,发生同步轨道磁层顶穿越事件。此时不仅会因所处的磁场环境发生变化而影响姿态,还会因为失去了磁场的保护而直接受到太阳风的冲击。
当地磁暴发生时,焦耳加热和极光粒子沉降加热引起全球高层大气增温,密度和成分发生变化。当大气密度陡增,大气阻力会突然加大,加速了航天器衰减的速度,从而导致其偏离预计航道,甚至提前掉入低层大气而陨落。
3.案例
2003年万圣节期间,太阳暴发了一次强磁暴(地磁暴),使欧美的一系列科学卫星都遭受了不同程度的损害,导致全球卫星通信受到干扰。
同时,由于磁暴的发生是全球同步,因此GIC会使整个电网范围内数百台变压器同时发生半波饱和,造成一些保护装置产生跳闸等误动作,致使供电系统电压严重下降导致系统崩溃,从而引发大面积停电。
地磁暴会产生哪些现象?
会引起高层大气密度增加,会引起全球范围的高能电子增强现象。
地磁暴期间,高能粒子沉降和焦耳加热等过程使低层大气受热膨胀,引起高层大气密度增加。高层大气密度、成分和风场的变化,会引起电离层暴。磁层剧烈扰动时,磁尾中的热等离子体被加速向地球方向运动,形成热等离子体注入。带电粒子沿磁力线沉降,轰击高层大气,形成绚烂多彩的极光。
由于磁暴的发生是全球同步,因此GIC会使整个电网范围内数百台变压器同时发生半波饱和,造成一些保护装置产生跳闸等误动作,致使供电系统电压严重下降导致系统崩溃,从而引发大面积停电事故。
地磁发展过程
地磁暴发生时,这种全球性的剧烈扰动会在整个磁层持续十几个小时到几十个小时的时间,所有地磁要素都发生剧烈变化。其中地磁水平分量H变化最大,其扰动幅度通常在几十纳特斯拉到几百纳特斯拉之间,最能代表磁暴过程特点,所以,磁暴的大部分形态学和统计学特征是依据中低纬度H分量的变化得到的。
典型磁暴的发展过程也是按照H分量的变化来划分的,通常可分为三个阶段:初相、主相和恢复相。
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