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太阳耀斑 编辑
太阳耀斑
太阳耀斑（Solar flare）是太阳活动的重要表现，是太阳上最剧烈的活动现象之一，是太阳表面局部区域突然和大规模的能量释放过程，引起局部区域瞬时加热，向外发射各种电磁辐射，并伴随粒子辐射突然增强，所辐射出的光的波长横跨整个电磁波谱。太阳耀斑可以分为A、B、C、M、X五个级别，其中A为能量最小级别，X为能量最大级别。由于太阳光球的背景辐射太强，大多数耀斑不能在白光中观测到，辐射增强主要是在某些谱线上，其中以氢的Hα线（波长6563埃，颜色为橙红色）和电离钙的H、K线（波长分别为3968埃和3934埃）最为突出。当用这些单色光监视太阳色球层时，有时会在活动区附近的谱斑中看到局部小区域的突然增亮。增亮区由原有的谱斑亮度在几分钟内迅速增亮几倍甚至几十倍，然后在几十分钟至1～2小时内缓慢恢复至原有的谱斑亮度。1892年7月，美国天文学家海耳首次观测到了太阳耀斑的单色像。20世纪50年代以前，太阳耀斑主要是依靠Hα单色光和可见区的光谱观测。多种手段的综合观测表明，耀斑发生时，从波长短于1埃的γ射线和X射线，直到波长达几公里的射电波段，几乎全波段的电磁辐射都有增强的现象，并发射能量从103电子伏特直到109电子伏特的各种粒子流。其中，电磁辐射增强主要发生在短波辐射（X射线和紫外光）和射电波段。因此，耀斑更准确的定义应包括所有上述一系列的突变现象，而Hα辐射的增强只是耀斑发生的一种次级标志。当地时间2024年5月14日，太阳爆发了一次最强耀斑（X8.7级）。
中文名：太阳耀斑
外文名：Solar flare
简称：耀斑
发生部位：太阳色球层
产生原因：太阳磁场能量突然释放造成
发生规律：约11年的周期变化
分类：光学耀斑、X射线耀斑、质子耀斑
能量：等同上百亿颗巨型氢弹同时爆炸
耀斑发生前所对应的黑子、磁场和Hα观测
长期的观测发现，大多数耀斑都发生在黑子群的上空，且黑子群的结构和磁场极性越复杂，发生大耀斑的几率越高。平均而言，一个正常发展的黑子群几乎几小时就会产生一个耀斑，不过真正对地球有强烈影响的耀斑则很少。
太阳耀斑
光学耀斑
英文名称：Optical solar flare
Hα观测的耀斑爆发（BBSO，1972-08-07）
X射线耀斑
英文名称：X-ray flare
太阳爆发时X射线通量突然增强的现象，称为X射线耀斑；波长在0.01~100埃之间。耀斑在极紫外波段有明显表现，可以用来监测。
质子耀斑
英文名称：Solar proton flare
在耀斑发射的粒子事件中，当地球同步轨道探测到的质子能量大于10兆电子伏的通量超过10pfu时，表明这种事件中有很强的质子流，即发生质子事件，与之相对应的源耀斑称为质子耀斑。在日地空间行星际磁场的引导下，日面东半球发射的质子一般到不了地球附近，因此质子耀斑主要发生在日面西半球。质子耀斑大多为M级及以上级别的耀斑，发生后1小时~2小时内能够在地球轨道附近观测到其引发的质子事件。
白光耀斑
白光耀斑是太阳耀斑中极为罕见的一种，由于能在白光范围内观测到而得名。太阳耀斑一般通过白光是不能观测到的，只有通过Hα线和电离钙的H、K线才能观测到。但有时在Hα线所看到的亮区中的一些更小的区域，通过白光也能看到突然增亮现象，持续时间大约几分钟，这就是白光耀斑。1859年卡林顿首次观测的太阳耀斑就是白光耀斑。
光学耀斑 级别 | 耀斑面积 北京时间2024年5月15日00时51分，太阳活动区13664爆发耀斑活动，耀斑的峰值强度为X8.7级，达到大耀斑等级。至此，活动区13664在过去一周内连续爆发了10次X级耀斑，而且，此次爆发还刷新了当前第25太阳活动周的最强耀斑纪录。2024年6月2日，中国气象局国家空间天气监测预警中心发布信息提示提示，北京时间6月2日3时39分，太阳活动区13697爆发了一次强度为M7.3级的中等耀斑，并伴随明显的日冕物质抛射活动，喷发类型为全晕喷发。受此影响，预计在6月4日前后可能发生小至中等地磁暴。 美国东部时间7月13日晚10:34（北京时间7月14日10:34），编号为AR3738的太阳黑子区爆发X1.27级耀斑，导致澳大利亚、东南亚和日本短波通信中断。 空间飞行影响增强的紫外和X射线辐射使电离层中的电子浓度急剧增大，引发电离层突然骚扰，可导致短波无线电信号衰落，甚至中断。增强的紫外辐射被地球大气层直接吸收后，加热大气，大气的温度和密度升高，从而使人造卫星等空间飞行器的轨道发生改变；紫外辐射的增强还使得原子氧的密度突然增加，从而加快了原子氧对航天器表面的剥蚀作用。 对通信的影响短波通信主要是靠F层的反射进行的。但是，在发生电离层突然骚扰时，由于D层附近的电子密度突然增大，穿过D层射向E层、F层并反射回地面的无线电波受到强烈的吸收，引起电波的衰减。D层电子密度越大，吸收越强。如果D层的电子密度非常大，以致短波通信的最高可用频率也遭到严重吸收，这时通信将发生中断。 广播信号影响在实际生活中，在我们收听广播时，信号会突然变得杂乱，无法收听，有时我们调调频率，信号会清楚些，但有时却仍然无法听清楚，这种状况一般过不了多久就会自己恢复。这可能就是遥远的太阳爆发耀斑对广播信号的影响。 对导航的影响甚低频导航或通信信号主要是在地面与电离层底部之间的一个波导之间传播，电波在地球和电离层之间来回反射传播，可以实现远距离的传播。当电离层发生突然骚扰时，由于D层的反射高度下降，电离层底部发生变化，导致低频或甚低频信号在给定的发射机和接收机之间的传播相位时延发生变化，严重时能产生几十公里的导航误差。 太阳耀斑爆发时，会引起向阳面地球电离层的扰动，从而影响导航定位系统、航空通信、短波通讯以及其他应急通讯等。 对卫星的影响太阳耀斑和太阳爆发会影响无线电通信、电网、导航信号，并对航天器和宇航员构成威胁。爆发式耀斑通常会伴随日冕物质抛射，日冕物质抛射带来的地磁暴会影响包括航空、航天、导航、通讯、管网等多个领域。2022年2月，SpaceX部署的一批49颗“星链”卫星由于受地磁暴影响损失惨重，多达40颗卫星报废。 太阳耀斑爆发时还可能伴随太阳质子事件和日冕物质抛射，大量的高能粒子到达地球附近，可能会毁坏地球轨道上的卫星，威胁宇航员的生命安全；日冕物质抛射到达地球附近时，会引起地球磁场扰动甚至地磁暴，影响长距离输电网和输油管线，还会影响卫星发射活动，尤其对低轨卫星的影响更大。 对人体的影响虽然太阳耀斑爆发会携带大量的电磁辐射和高能粒子，但实际上只有很小一部分能够到达地球附近，加上地球有自身磁场的保护，因此即使是强耀斑爆发，对人类健康也几乎没有影响，公众不必担心，也不需要做特殊防护。
面对强太阳活动等所引发的空间天气事件，中国气象局成立的国家空间天气监测预警中心，已基本建成监测、预报和服务三位一体的业务系统，基本具备了针对空间天气因果链中关键节点、关键要素的监测能力，能够系统并准确地预报预警地磁暴等重要空间天气过程。在民航领域，国家空间天气监测预警中心作为国际民航组织批准的第四个全球空间天气中心，和其他三个全球中心轮流值班，24小时不间断提供精细化的空间天气预报咨询服务，为全球航空安全保驾护航。
硬X射线成像仪，用于对太阳耀斑非热辐射探测；莱曼阿尔法太阳望远镜，可以自动监测太阳耀斑暴发 。
对于耀斑的警报级别划定，通常以地球同步轨道卫星观测到的太阳X射线流量来表征，这里射线流量指在单位时间、单位面积上接收到的0.1纳米~0.8纳米太阳X射线的辐射能量，单位是瓦/米2。不同量级的太阳X射线流量表示不同级别的X射线耀斑，射线流量大于10-3瓦/米2为强耀斑，发红色警报；射线流量大于10-4瓦/米2为中等耀斑，发橙色警报；射线流量大于10-5瓦/米2为弱耀斑，发黄色警报。太阳X射线耀斑引起地球向阳面电离层电子密度增加，影响短波无线电通信和低频导航系统。耀斑的级别越高，对短波通信和低频导航系统的影响愈严重。
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耀斑预报依据的资料与分析
