来源：封面新闻
封面新闻记者 张峥
今年太阳有点忙。
从去年底开始，已经进入活跃期的太阳，时不时地来个大耀斑、日冕抛射物，以及由此引发的地磁暴、极光，让打工人瞬间失眠。
跟某些周期性事件类似，太阳发点脾气也有周期——属于间歇性发作，大约11年一次。
太阳活动周期及最新预测结果
单说太阳耀斑爆发对地球的危害，就有可能扰动地球的磁场和大气层；要是X级别大耀斑，释放出的大量高能粒子流、造成的电磁辐射、产生的地磁暴，就有可能造成卫星、空间站的损坏，干扰无线电通信以及破坏电网等。
为了研究太阳活动，中国科学院国家空间科学中心专门成立了一个太阳活动与空间天气国家重点实验室，主要的研究任务就是研究太阳活动规律，监测太阳活动变化，以此来实现对空间天气的预报。今年是太阳活动峰年，处于第25个活动周期的太阳想干嘛 ？4月10日，封面新闻记者专访了中国科学院国家空间科学中心研究员孙志斌。
封面新闻：从2024年以来，太阳活动呈现出什么趋势？
孙志斌：目前，太阳正处于第25个太阳活动周期，在今年至明年达到活动高峰。这意味着太阳爆发、耀斑，日冕抛射物等活动可能会更加频繁地出现。因此，从2024年以来，太阳活动呈现出显著增强的趋势。
封面新闻：为什么说今年是太阳活动峰年？太阳活动为什么有周期性？
孙志斌：太阳黑子是太阳表面温度相对较低的区域，是太阳活动的重要标志。当太阳黑子数量增多时，通常意味着太阳活动变得更加剧烈。因此，太阳黑子数量的峰值被视为太阳活动峰年的一个关键指标。
至于太阳活动为什么具有周期性，这主要与太阳内部的磁场变化有关。太阳是一个充满磁场的等离子体，其磁场由太阳内部的电流产生。这些磁场随着太阳的自转而发生扭曲和缠绕，最终会形成复杂的磁场结构。当这些磁场结构变得不稳定时，就会爆发出太阳风暴等活动。
此外，太阳的活动周期还受到其他因素的影响，如太阳内部的热核反应速率、太阳风的强度等。这些因素共同作用，使得太阳活动呈现出一种周期性的变化。根据过去的统计，太阳活动周期约为11年。
封面新闻：从2024年年初开始的太阳耀斑爆发呈现出什么特点，未来还有没有特大耀斑爆发？未来会不会每个月都发生X级太阳耀斑？
孙志斌：1月1日爆发的X5.0级强耀斑，是6年多来最强的耀斑。
根据目前的太阳活动周期和观察到的太阳黑子数量增加，存在特大耀斑爆发的可能性。
预测太阳耀斑爆发是一个复杂的科学问题，目前主要有几种方法进行预测：第一种方式是使用望远镜观察太阳表面，特别是太阳黑子的变化和活动情况。太阳黑子是太阳活动的基本标志，其数量和活动情况与太阳耀斑的爆发有密切关系。第二种方式是通过高精度的太阳观测仪器连续监测太阳的活动，这些仪器能够检测出太阳表面的电磁波变化，从而预测黑子活动和可能的耀斑爆发。第三种方式是掌握太阳活动周期和黑子爆发频率的数据，研究太阳活动的历史数据，以确定黑子爆发的规律性和周期性，以便预测未来的爆发。第四种方式是利用数学和计算机模型建立太阳黑子活动的数值模拟，利用这些模拟数据预测太阳黑子活动的时机和强度，进而预测可能的耀斑爆发。
尽管科学家们已经取得了一些预测太阳耀斑爆发的成果，但目前的预测方法仍然存在一定的不确定性和局限性。因此，对于每个月是否都会有X级太阳耀斑爆发的问题，目前还无法给出确切的答案。
子午工程圆环阵太阳射电成像望远镜
中国科学院国家空间科学中心专门成立了一个太阳活动与空间天气国家重点实验室，主要的研究任务就是研究太阳活动规律，监测太阳活动变化，以此来实现对空间天气的预报，其中子午工程就是专门研究太阳活动对地球的影响。
封面新闻：太阳耀斑爆发到什么程度，对地球有危害？
孙志斌：太阳耀斑的爆发对地球产生危害，通常取决于耀斑的级别、持续时间和释放的能量。太阳耀斑是太阳大气局部区域突然和大规模的能量释放过程，它会产生强烈的太阳风，扰动地球的磁场和大气层。
一般来说，X级耀斑是最强的耀斑级别，它们有潜力对地球产生显著的影响。当强烈的太阳耀斑爆发时，可能会引发一系列对地球有害的现象，包括但不限于：
高能粒子流：太阳耀斑可以释放大量的高能粒子，当这些粒子流到达地球时，可能会对卫星、空间站等太空中的设备造成损坏，对宇航员构成威胁。
电磁辐射：耀斑产生的强烈电磁辐射会干扰无线电通信，包括短波通信、电视广播等，甚至可能导致信号中断。
地磁暴：太阳耀斑有时会引起地磁暴，这是太阳风中的带电粒子与地球磁场相互作用的结果。地磁暴可以导致电网波动、卫星故障和其他技术系统问题。
极光：虽然极光是一种美丽的自然现象，但强烈的太阳活动引起的极光可能会干扰导航系统和其他依赖地磁场的设备。
需要注意的是，虽然强烈的太阳耀斑有可能对地球产生影响，但大多数大级别太阳爆发事件并不是专门针对地球而来的。此外，地球有自身的磁场和大气层作为保护层，能够抵挡大部分来自太阳的不良影响。
随着观测技术和理论研究的进一步发展，我们对太阳活动的理解和预测能力也在不断提高。
封面新闻：3月底因太阳活动爆发的地磁暴冲上热搜。未来还会不会爆发地磁暴？
孙志斌：关于地磁暴是否会再次爆发，这是一个涉及太阳活动和地球磁场变化的复杂问题。地磁暴是由太阳活动引起的，特别是与太阳黑子和太阳风的活动紧密相关。根据最近的科学研究和观测数据，太阳目前正处于其活动周期的高峰阶段，这意味着太阳黑子数量增多，太阳活动较为频繁。因此，地磁暴的可能性确实存在。
然而，具体是否会再次爆发地磁暴，以及爆发的时间和强度，都是难以准确预测的。这是因为太阳活动具有复杂性和不可预测性，受到多种因素的影响。科学家们通过观测太阳黑子、太阳风等参数，可以一定程度地预测太阳活动的趋势，但要精确预测具体事件仍然非常困难。
因此，虽然今年地磁暴再次爆发的可能性存在，但具体时间和强度仍然不确定。为了减少对地磁暴等空间天气事件的影响，子午工程的观测仪器和太阳观测望远镜监测和预警系统一直在不断改进和完善。这些系统能够提前检测到太阳活动的异常，从而为卫星通信、电力系统等重要设施提供保护。
封面新闻：我国有哪些对太阳活动进行监测的大国重器？
孙志斌：我国在对太阳活动进行监测方面，确实拥有一些令人瞩目的大国重器。其中包括“羲和号”以及圆环阵太阳射电成像望远镜等。
“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星，它的主要科学载荷为太阳空间望远镜，可以在不同波段对太阳进行观测，研究太阳的活动和变化。这对于我们理解太阳活动的规律，预测太阳风暴等空间天气事件具有重要意义。
另外，圆环阵太阳射电成像望远镜也是我国太阳监测的重要设备之一。这个由313部直径6米的单元天线构成的射电望远镜，是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜。它能够对太阳进行连续监测，并提供高分辨率的射电图像，有助于我们更深入地了解太阳活动的细节和过程。
这些大国重器不仅提升了我国在太阳活动监测领域的实力，也为全球的太阳研究作出了重要贡献。通过这些设备的观测数据，我们可以更好地预测和应对太阳活动对地球可能产生的影响，从而保障人类活动的安全。
封面新闻：目前“夸父”一号的在轨运行情况如何 ？每天能够传输回来多少关于太阳的信息？如何通过“夸父”一号对太阳活动进行预警？
孙志斌：“夸父”一号目前在轨运行情况稳定，已经成功完成了在轨初步评估，并且所有卫星功能性能均正常。它每天都在不断地观测太阳，并传输回大量的数据。根据公开资料，“夸父”一号每天可以传输回来约500GB的数据量，这些数据包含了关于太阳磁场、耀斑、日冕物质抛射等多种信息，对于科学家研究太阳活动提供了丰富的资料。
夸父一号
至于如何通过“夸父”一号对太阳活动进行预警，这主要依赖于其对太阳磁场和太阳上最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射的观测。“夸父”一号可以依靠多个波段的探测，追踪太阳爆发的全过程。当探测到可能对地球产生影响的太阳活动时，例如强烈的太阳风暴或耀斑爆发，科学家可以利用“夸父”一号提供的数据进行预警。
封面新闻：子午工程的圆环阵太阳射电成像望远镜和太阳探测卫星各有什么职责？为什么有了天上的监测还要有地上的监测装置？
孙志斌：子午工程和“夸父”一号，“羲和号”卫星是中国在空间科学领域的重要基础设施，它们的科研目标存在重要的不同之处。
義和号
子午工程是一个地基综合监测系统，它利用分布在全国各地的监测台站，通过各种手段连续监测地球表面、中高层大气、电离层和磁层以及行星际空间环境中的多种参数。这些数据对于理解空间环境、预测空间天气以及保障航天器安全等方面具有重要意义。简单来说，子午工程就像是在地面上布下了一张大网，用来捕捉和监测空间环境中的各种信息。
而“夸父”一号则是一颗专门的太阳探测卫星，它的主要任务是观测和研究太阳磁场、太阳耀斑和日冕物质抛射等太阳活动现象。通过“夸父”一号的观测数据，科学家们可以更深入地了解太阳活动的规律和机制，从而更好地预测太阳活动对地球可能产生的影响。可以说，“夸父”一号就像是一个专注于太阳的“天眼”，帮助我们洞察太阳的奥秘。
子午工程和“夸父”一号在空间科学领域各有侧重，前者更注重对地球空间环境的全面监测，而后者则专注于对太阳的深入观测和研究。两者相辅相成，共同为我国的空间科学研究贡献力量。形成天地一体化的太阳活动与空间天气预报系统，未来还有国际子午圈等大科学装置正在论证中。
空间观测卫星和地面装置在航天和遥感领域各自扮演着不可或缺的角色，它们之间存在着一种互补关系。空间观测卫星能够在太空中进行大范围的观测和数据收集，具有宏观、全局的观测能力。然而，卫星观测也有其局限性，例如分辨率、观测角度和时间覆盖范围等方面可能受到限制。
地面装置则可以在特定地点进行更为详细和精确的观测和实验。例如，地面观测站可以使用大型望远镜对天体进行高分辨率成像，或者对大气、海洋等环境因素进行详细的监测。此外，地面装置还可以对卫星数据进行接收、处理和分析，为科学研究提供更为准确和全面的信息。
因此，空间观测卫星和地面装置相互配合，可以提供更全面、更准确的观测数据，有助于我们更好地了解地球和宇宙。同时，地面装置还可以对卫星进行控制和监测，确保卫星在轨道上正常运行，并及时处理任何可能出现的问题。