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你是否还记得,第24太阳活动周的那一次绽放?

国家空间科学中心2天前我想分享

中国科学院国家空间科学中心

空间环境态势感知重点实验室

第24届太阳周从一开始就引起争议。一些专家预测他会更强,一些专家预测他会变弱,而一些专家会默默地说,这样国际预测组织最终会给出两个结果,一个高(约120)和一个低(约90)。如今,低预测的专家可以尖叫“让我们看看,看看,或预测我的预测。”在第24周,我将完成整个11年的历史。在11年中,它是可怕的。时间去了哪里?在整个过程中,您可以使用“低调”这个词来形容他。峰值强度远低于所有活动周的平均值。这是一个低调点,但它阻止我们短暂绽放。一场完全出乎意料的事件震惊了空间科学界的科学家。这是2015年3月17日第24周最强烈的磁暴。

1.活动回顾

2015年3月15日,AR2297活动区爆发了长期C9.7火炬,X射线X射线照射和多个M级X射线照射爆发,并伴有全晕晕材料弹射。 (CME)。图像显示这是一个普通的CME,一般强度爆发过程。空间环境预报机构和数值模拟结果都表明,CME将在世界17日下午到达地球,具有普遍的影响。

图1 3月15日卫星观测到的CME

然而,令所有科学家和预报员惊讶的是,这个CME如此迅速和如此激烈以至于导致了自第24个太阳周以来最强烈的地磁干扰并引发了一系列空间环境影响。

2.第24太阳活动周中最强的磁暴

3月17日凌晨3点,CME包裹在一个强大的磁场中,开始冲击地球。此后,地磁Kp指数呈红色漂浮,地球磁场受到严重干扰,地球的磁暴风暴达到12小时。 Dst指数一直下跌至3月的-200转。在17日,Ap指数达到117,成为自第24个太阳活动周以来最强的磁暴。对地磁暴的最快和最明显的反应是极光。 3月17日,北极地区活跃在极光中,纬度最低的地区到达美国北部。威斯康星州和蒙大拿州都看到了美丽的极光。

图2 CME引起的强地磁扰动

图3地磁Dst指数变化和阿拉斯加极光

3.地球磁层的顶部穿过地球静止轨道。

受快速等离子云影响,3月17日地球磁层受到严重压缩,地球磁层的大小和形状发生了显着变化。中国科学院空间环境预报中心采用自行开发的模型预测3月17日磁层顶部日将被压缩到地球静止轨道(距地球核心6.6地球半径)。地球静止轨道事件。

图4穿过地球静止轨道(红色虚线)的地球磁层顶部(蓝色曲线)

图5空间环境预报中心模型预测地球磁层顶部穿越地球静止轨道事件

该事件引发地球磁层中的一些事件穿过地球静止轨道,地球静止轨道上的GOES13和GOES15空间环境监测卫星探测到这一事件。 GOES13和GOES15卫星观测到的磁场的水平分量(Hp)如图6所示。当它们越过地球磁层的顶部时,观察到磁场的水平分量(Hp)被反转。如果此时穿过磁层顶部的地球静止轨道卫星依靠磁场来控制姿态,那么它将面临异常姿态控制的危险。

图6 GOES13和GOES15卫星观测到的Hp分量

4.电离层负面风暴

在最强的地磁暴期间,中国科学院空间环境监测网络附属的9个电离层站监测了电离层环境的巨大变化。电磁层的响应因地磁风暴而延迟。最强烈的磁暴始于3月17日3点左右。电离层干扰在17日晚开始发生变化,一直持续到18日。 19日,电离层逐渐恢复正常。由漠河,北京,武汉和三亚站(高纬度到低纬度)监测的电离层F2层(foF2)的临界频率具有负面影响响应,即临界频率远低于背景平均值。特别是在3月18日那天,漠河和北京的foF2最高值甚至低于平均夜间的最低值,这将对中国大部分地区的短波通信产生严重影响。

图7电离层F2层的临界频率监测数据

在福州,厦门,广州,南宁和海南福克站(低纬度地区)观测到电离层总电子含量(TEC)的负离子响应。 3月18日,5个站的TEC峰值(约40 TECU)明显低于地磁暴前17天的峰值(约100 TECU)。 TEC的巨大变化将影响导航和定位的准确性,但负面风暴的影响很小。

图8电离层中总电子含量的变化

5.低轨道卫星轨道下降得更快

在地磁暴期间,受焦耳加热和高能粒子沉积的影响,中上游大气加热,卫星轨道大气密度增加,卫星运行阻力增大并且轨道速度降低。受此次磁暴影响,天宫一号和国际空间站的轨道速度下降,国际空间站立即进行了提升作业。

图9天宫1号轨道的变化

图10跟踪国际空间站的变化

平静的阳光活动周,短暂的绽放,将留在历史的记忆中,值得!

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中国科学院国家空间科学中心

空间环境态势感知重点实验室

第24届太阳周从一开始就引起争议。一些专家预测他会更强,一些专家预测他会变弱,而一些专家会默默地说,这样国际预测组织最终会给出两个结果,一个高(约120)和一个低(约90)。如今,低预测的专家可以尖叫“让我们看看,看看,或预测我的预测。”在第24周,我将完成整个11年的历史。在11年中,它是可怕的。时间去了哪里?在整个过程中,您可以使用“低调”这个词来形容他。峰值强度远低于所有活动周的平均值。这是一个低调点,但它阻止我们短暂绽放。一场完全出乎意料的事件震惊了空间科学界的科学家。这是2015年3月17日第24周最强烈的磁暴。

1.活动回顾

2015年3月15日,AR2297活动区爆发了长期C9.7火炬,X射线X射线照射和多个M级X射线照射爆发,并伴有全晕晕材料弹射。 (CME)。图像显示这是一个普通的CME,一般强度爆发过程。空间环境预报机构和数值模拟结果都表明,CME将在世界17日下午到达地球,具有普遍的影响。

图1 3月15日卫星观测到的CME

然而,令所有科学家和预报员惊讶的是,这个CME如此迅速和如此激烈以至于导致了自第24个太阳周以来最强烈的地磁干扰并引发了一系列空间环境影响。

2.第24太阳活动周中最强的磁暴

3月17日凌晨3点,CME包裹在一个强大的磁场中,开始冲击地球。此后,地磁Kp指数呈红色,地球磁场受到严重干扰,地球的磁暴风暴达到12小时。 Dst指数一直下跌至3月的-200转。在17日,Ap指数达到117,成为自第24个太阳活动周以来最强的磁暴。对地磁暴的最快和最明显的反应是极光。 3月17日,北极地区活跃在极光中,纬度最低的地区到达美国北部。威斯康星州和蒙大拿州都看到了美丽的极光。

图2 CME引起的强地磁扰动

图3地磁Dst指数变化和Alaska Aurora

3.地球磁层的顶部穿过地球静止轨道。

受快速等离子云影响,3月17日地球磁层受到严重压缩,地球磁层的大小和形状发生了显着变化。中国科学院空间环境预报中心采用自行开发的模型预测3月17日磁层顶部日将被压缩到地球静止轨道(距地球核心6.6地球半径)。地球静止轨道事件。

图4穿过地球静止轨道(红色虚线)的地球磁层顶部(蓝色曲线)

图5空间环境预报中心模型预测地球磁层顶部穿越地球静止轨道事件

该事件引发地球磁层中的一些事件穿过地球静止轨道,地球静止轨道上的GOES13和GOES15空间环境监测卫星探测到这一事件。 GOES13和GOES15卫星观测到的磁场的水平分量(Hp)如图6所示。当它们越过地球磁层的顶部时,观察到磁场的水平分量(Hp)被反转。如果此时穿过磁层顶部的地球静止轨道卫星依靠磁场来控制姿态,那么它将面临异常姿态控制的危险。

图6 GOES13和GOES15卫星观测到的Hp分量

4.电离层负面风暴

在最强烈的地磁暴期间,属于中国科学院空间环境监测网络的9个电离层监测了电离层环境的巨大变化。电磁层的响应因地磁风暴而延迟。最强烈的地磁暴在3月17日3点左右开始,电离层扰动在3月17日晚上开始,一直持续到18日。3月19日,电离层逐渐恢复正常。在漠河,北京,武汉和三亚站(纬度从高到低)监测的电离层F2层的临界频率(foF2)具有负的风暴响应,即临界频率已经下降到远低于背景平均水平。特别是在3月18日的白天,漠河和北京的最高foF2值甚至低于夜间的最低值,这将对中国大部分地区的短波通信产生严重影响。

图7电离层F2临界频率监测数据

在福州,厦门,广州,南宁和海南福克站(均为低纬度地区)观测到对总电离层电子含量(TEC)的负面风暴响应。 3月18日5个站点的TEC峰值(约40 TECU)明显低于地磁暴前17天(约100 TECU)。 TEC的剧烈变化将影响导航和定位的准确性,但负面风暴影响较小。

图8总电离层电子含量的变化

5.加速LEO卫星的轨道衰退

在地磁暴期间,由于焦耳热和高能粒子沉积的影响,中上层大气被加热和扩展,卫星轨道的大气密度增加,这使得卫星运行阻力增加,轨道速度增加下降加速。受磁暴影响,天宫一号和国际空间站的轨道下降速度加快,国际空间站立即进行了轨道提升作业。

图9 Miyagi 1轨道的变化

图10:国际空间站的轨道变化

平静的阳光活动周,短暂的绽放,将留在历史的记忆中,值得!

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