太阳释放巨型太阳风暴：地球发布罕见G4级警报

5月31日，美国海军研究实验室（NRL）的天基仪器捕获了一次强大的日冕物质抛射（CME）的实时观测，该事件从太阳爆发，引发了对地球的"严重地磁暴"警报。

NRL日球层科学部的计算科学家Karl Battams博士表示："我们的观测表明，这次爆发是一次所谓的'晕状CME'，即它朝向地球喷射。我们对数据的初步分析显示，该事件表观速度超过每秒1700公里。"

地磁暴是地球磁层的一次重大扰动，由太阳风能量高效率地传递到地球周围的空间环境而引起。这些扰动主要由持续的高速太阳风驱动，最关键的是，南向太阳风磁场能够在磁层昼侧剥离地球磁场。来自太阳风的能量可以打开地球的磁屏蔽。

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的空间天气预报中心将此次太阳风暴归类为G4级，这是其五级地磁暴等级中的第二高等级。

此类强风暴通常与CME相关。其影响范围广泛，可能包括临时性中断和数据损坏、卫星永久性损坏、增加近地轨道航天器的大气阻力从而改变其轨道，以及干扰高频无线电通信。

Battams表示："这类扰动会危及态势感知能力、阻碍指挥控制、影响精确制导系统，甚至冲击电网，直接影响军事战备状态和作战效能。"

CME是从日冕抛射出的等离子体和磁场的巨大爆发，通常携带数十亿吨物质。虽然CME通常需要数天才能到达地球，但观测到最强事件仅需18小时即可抵达。

NRL空间科学部先进传感技术科的研究物理学家Arnaud Thernisien博士解释道："CME是从太阳低日冕爆发性释放的物质，是空间天气的主要驱动因素，在地球磁层、电离层和热层状态的研究中起着核心作用。"

5月30日的事件中，太阳面向地球的一侧爆发了一次相对缓慢但威力巨大的太阳耀斑。释放的能量将CME直接喷向地球，引发了地磁暴，使极光现象南至新墨西哥州都能观测到。

NRL部署在美国宇航局（NASA）和NOAA航天器上的天基仪器为此事件提供了至关重要的实时观测。值得注意的是，NRL自1996年投入运行的老牌仪器大角度光谱日冕仪（LASCO）以及2024年发射的紧凑型日冕仪1号（CCOR-1）都传输了关键数据。

此类观测对于空间天气业务监测至关重要，使预报员能够预测事件到达地球的时间及其可能引发的地磁暴。虽然精确预测地磁暴的强度、确切时间或持续时间仍具挑战，但这些提前预警对于国防部（DoD）及其他机构做好准备至关重要。

严重地磁暴对国防部和海军任务具有重大而深远的影响。这些事件可能中断或削弱关键系统和能力，包括卫星通信、全球定位系统（GPS）导航与授时、以及各类遥感系统。

Battams表示："自该领域诞生之初——可追溯到1971年通过NRL天基观测首次发现CME以来，NRL一直是日球层物理学和空间天气研究的先驱。此后，NRL凭借一系列开创性仪器组合，持续保持在日冕成像领域的最前沿，推动了日球层和空间天气研究。"

其中包括：

• 自1996年起在欧空局与NASA联合的太阳和日球层观测台（SOHO）任务中运行的LASCO日冕仪
• 自2006年起在NASA双星太阳地球关系观测台（STEREO）航天器上运行的日地联系日冕和日球层调查（SECCHI）仪器套件
• 自2018年起在NASA帕克太阳探测器（PSP）上运行的帕克太阳探头广角成像仪（WISPR）仪器
• 自2019年起在欧空局太阳轨道飞行器任务中运行的太阳轨道飞行器日球层成像仪（SoloHI）
• 由NRL设计建造、自2024年起在NOAA的GOES-19卫星上运行的CCOR-1日冕仪

这些资产，特别是LASCO和CCOR-1等仪器，对于提供预报员分析和评估CME、确定撞击地球可能性并发布及时警报所必需的实时图像至关重要。

Thernisien说："它们构成了我们预测和减轻空间天气影响能力的支柱。随着G4级严重地磁暴预警持续进行，公众和关键基础设施运营商可访问NOAA空间天气预报中心获取最新信息和动态。"

从太阳猛烈喷发到抵达约百万英里外的地球，CME的旅程凸显了我们太阳系的动态特性，以及NRL对日球层物理学研究和空间天气防御所做重要贡献的持续价值。从此类事件收集的数据将为未来研究提供关键支持，进一步增强我们的理解和预测能力，最终加强国家安全和关键基础设施的韧性。