先说说太阳上发生了什么。

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太阳耀斑

Solar flares

就在我们欢度国庆的时候,太阳上多个黑子群在经历了一段时间的平静后,突然活跃起来,连续绽放好几个节日礼花。先是10月1日07:59(北京时间,下同),太阳表面 3842 号活动区爆发了 M7.6 级耀斑,这似乎是一段序曲,预示着好戏即将上演。

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2024年9月28日-10月4日的太阳耀斑活动(来源:NOAA)

10月2日06:20,同一区域直接爆出 X7.1 级耀斑,释放的X射线能量差不多是前次的 10 倍,它也成为本次太阳活动周里第二强的太阳耀斑。紧接着10月2日13:3810月2日21:3810月3日04:51连续爆发了 M3.6 M3.2 M3.3 三个M3+的耀斑。

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10月2日X7.1级耀斑(来源:NASA/SDO)

10月3日20:18,高潮终于到来,本轮太阳活动周期里最强太阳耀斑出现了—— X9.0 级,比5月15日00:51的 X8.8 级还略胜一筹。

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10月3日X9.0级耀斑(来源:NASA/SDO)

那么强的太阳耀斑是否将再度引发地磁暴,产生漂亮的极光呢?别急,从耀斑到极光,虽然他们有着因果关系,但中间还隔着好几层关系,其中非常重要的一个环节是日冕物质抛射(CME)。比方说令5月11日、12日发生G5级别超大地磁暴的并不是5月15日的 X8.8 级耀斑(当时处在太阳边缘),而是从5月9日至11日连续出现的5次 X 级太阳耀斑。并且,CME的磁场极性也会显著影响地磁暴的情况,如果CME(到达地球时)刚好是南向磁场,就更容易产生地磁暴。此外还要考虑CME的速度,由于行星际空间螺旋磁场的存在,如果CME速度快于背景太阳风,CME会向东偏转,反之会向西偏转。

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日冕物质抛射

Coronal mass ejection

10月2日早晨的X7.1级耀斑和10月3日晚间的X9.0级都产生了日冕物质抛射。相同点是这两次爆发的速度都不是很快。不同点在于这两个耀斑爆发时在日面相对地球的位置略有不同,这也导致日冕物质抛射的形态和结果有些不同。

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10月3日X9.0级耀斑对应的日冕物质抛射(来源:NASA/SOHO)

10月2日的X7.1级耀斑产生了一次晕状日冕物质抛射(halo CME),它在日面上相对地球处在偏东的位置上,于是带电粒子被甩出来后会有一部分正好对着地球,预计10月4日晚间到达地球。10月3日X9.0级对应的CME也是晕状的,预计10月6日上午到达地球。

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10月2日和10月3日两次CME扩散预测(来源:NOAA)

不过由于 3842 号活动区在日面位置偏南,因此CME也会略微向南扩散,其粒子密度最大的部分可能不会直接撞到地球。这两次CME的速度不是太快,虽然X9.0级的略快于X7.9级的,但它也不足以追上,从而产生叠加。

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极光预测

Aurora forecast

由于两次较大规模的太阳耀斑活动都产生了晕状日冕物质抛射,因而大概率会产生明显地磁暴。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)给出了未来三天 G3 级别(强)地磁暴的预期。对应于Kp值可能是7左右。中国国家空间天气监测预警中心也给出了4-5日可能出现中等到大地磁暴的预警。

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美国国家海洋和大气管理局的预报单
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中国国家空间天气监测预警中心的预警信息

简要结论(个人观点):从10月4日晚至10月6日中午将出现较强地磁暴活动。其中4日晚、6日晨我国北方有望看见较明显的红色极光,北纬50度以北有望出现绿色极光,但总体强度(综合持续时间、可见范围、可见强度等要素)应该不及5月中旬那次。

10月4日21时~10月5日01时、10月6日00时~10月6日05时、10月6日08时~10时可能产生G3级地磁暴,对应Kp6~Kp7,引发明显极光现象。根据以往的情况看,G2规模地磁暴(Kp6)就能产生我国境内可见的极光。G3规模(Kp7)就已经达到肉眼可见程度了。而5月中旬那次是持续24小时G4、G5规模的地磁暴(Kp8~9)。有关详情可回看当时的回顾文章《》。

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2024年5月10~13日太阳耀斑和地磁活动监测数据(来源:NOAA)

最后建议:正值十一黄金周,而且这几日月相是蛾眉月,早早就落下去了,基本能创造一个完整的黑夜。如果正好有时间,小荷包也比较宽裕的话可以考虑去北方追一下极光。漠河、呼伦贝尔、阿勒泰以及相近纬度方便到达的地区都是不错的选择。观测时务必选择暗夜环境良好、北方无遮挡、水汽较低的地方,同时注意防寒保暖。