地磁dst指数 答：什么样的扰动叫地磁暴？

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空少问答

小教室

问题78

六

月亮

19

太阳

周

二

a:什么样的扰动叫磁暴？

上周六，空给大家少留了一个问题。我们来看看空少的答案和从消息中选出的最佳答案。

想查原题背景介绍的朋友可以点击" " ~我们来看看空比较少的答案！

空较少的正解

就像我们上一期说的，四年一届的足球世界杯和无线电信号的传输息息相关。有一种对无线电信号传播和电网系统有很强影响的自然地球现象，称为地球磁暴，是对地球磁场的强烈扰动。那么，什么样的扰动叫做磁暴呢？是怎么产生的？

艺术地图:强磁暴摧毁电网

上一期我们说地球就像一个大磁铁，有自己的磁场。地球磁场的北极靠近地理南极。如果把磁场的方向想成线(称为磁力线)，地球上某处的磁场有东、西、北、南的方向，也有向上翘曲或向下倾斜的方向，这种方向是不固定的，其形状如下示意图所示。

地磁场示意图，虚线代表磁力线，n为磁北极，s为磁南极

当然，这些磁力线有一个共同的特点，就是一般都是从南到北，因为所谓的磁场方向是从北极到南极。人们对地磁场制定了七个要素:如下图所示，有强度和方向的磁场写成矢量T，X轴指向地理北，Y轴指向地理东，Z轴垂直向下，那么(1)磁场的总磁场强度写成T；(2)T在水平面上的投影与X轴的夹角(即T的方位角)称为磁偏角(D)；(3)T相对水平面的倾角称为磁倾角(I)；(4)T在坐标系水平面上的强度投影H称为水平分量；(5-7)t沿各坐标轴的强度投影x，y，z分别称为北分量，东分量，垂直分量。

地磁要素示意图

地球磁场有一个全球性的扰动，从十几个小时持续到几十个小时，期间各地地磁要素发生剧烈变化，即磁暴。其中地磁水平分量H变化最大，其扰动幅度通常在几十毫微秒到几百毫微秒之间，最能代表磁暴过程的特征。我们需要一个统一的标准来测量磁暴，这是地磁活动的Dst指标。在地球赤道附近，以大致均匀的经度间隔选取4个地磁台站，这4个台站的每小时地磁水平强度(上文提到的h)平均值为Dst指数，因此单位为地磁场强度特斯拉，正值向北递增，负值向北递减。这个Dst指数一般是负数或者十几，也有正值，不大；但在强扰动下变成-50以下，甚至负百，反映了地球全球磁场的强扰动，即地球磁暴。下图是2018年5月的每日Dst指数。5月5-6日期间，Dst指数大幅下降，出现微弱磁暴。

2018年5月日Dst指数，

5月5-6日期间，Dst指数大幅下降，出现微弱磁暴

目前我们普遍认为地球磁暴是太阳携带太阳磁场撞击地球磁层(宇宙中受地球磁场控制的区域空)的高速等离子体，导致磁层压缩变形。太阳等离子体通常携带一个南北方向旋转的磁场。当磁场转向南方时，与地磁场发生强烈的相互作用，会给地球磁层带来巨大的能量(但通常是大量进入地球背面)。由于磁层的作用，带电粒子被注入到地球周围称为环电流的电流中，变化的电流会产生变化的磁场，从而引起全球性的剧烈地磁扰动——磁暴。

特色消息区

@干燥

地球磁场的北极在地理南极附近，地球磁场的南极在地理北极附近。这个磁场会不时受到极大的干扰，所以我们简称它为“磁暴”或“磁暴”，就像地面上的风暴一样。它是强烈的太阳风暴和地球磁场相互作用的结果。

@点点去哪里

磁暴通常以世界上磁层磁场水平分量急剧减少和缓慢恢复的过程为特征。一般来说，低纬磁场水平分量减小到-50nT及以下的扰动可以定义为磁暴。水平分量磁场急剧减小的直接原因是磁层环电流增强而诱发的磁场，导致大规模磁暴。磁暴的根本原因是太阳活动增强(如CME)会导致太阳风注入增强，从而导致磁层对流增强，进而导致环电流增强，最终产生大规模磁暴。

谢谢大家的支持。下次见！