太阳爆发超级风暴：地球发布罕见G4级警报

5月31日，美国海军研究实验室（NRL）的天基仪器捕捉到一次从太阳喷发而出的强大日冕物质抛射（CME）的实时观测数据，该事件引发了对地球的"强烈地磁暴"警报。

"我们的观测表明，此次爆发是一次所谓的'晕状日冕物质抛射'，意味着它正对地球方向。我们对数据的初步分析显示，该事件的表观速度超过每秒1700公里，"NRL日光层科学部计算科学家卡尔·巴塔姆斯博士表示。

地磁暴是地球磁层的主要扰动，由太阳风能量高效地转移到地球周围空间环境所引起。这些扰动主要由持续的高速太阳风驱动，关键在于向南的太阳风磁场能在磁层昼侧剥离地球磁场。来自太阳风的能量能打开地球的磁屏蔽。

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）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第二高的级别。

此类强风暴通常与日冕物质抛射相关。其影响范围包括：短暂中断和数据损坏、卫星永久性损伤、低地球轨道航天器因大气阻力增大导致轨道改变，以及高频无线电通信中断。

巴塔姆斯指出："此类扰动可能损害态势感知能力，妨碍指挥控制，影响精确制导系统，甚至波及电网，直接削弱军事战备状态和作战效能。"

日冕物质抛射是从太阳日冕层喷发出的巨大等离子体和磁场结构，通常携带数十亿吨物质。虽然日冕物质抛射通常需要数天时间才能抵达地球，但曾观测到最强事件仅需18小时即可到达。

"日冕物质抛射是太阳低日冕层物质的爆炸性释放，是空间天气的主要驱动因素，对理解地球磁层、电离层和热层状态具有核心作用，"NRL空间科学部先进传感器技术科研究物理学家阿尔诺·特尼西安博士解释道。

5月30日的事件中，一个相对缓慢但强大的太阳耀斑从太阳朝向地球的一侧爆发。释放的能量将日冕物质抛射直接冲向地球，引发的地磁暴甚至在远至新墨西哥州南部都产生了极光。

搭载于NASA和NOAA航天器的NRL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，自1996年开始运行的NRL功勋仪器——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），均传回了关键数据。

此类观测对于空间天气业务监测至关重要，使预报员能预测事件抵达地球的时间及可能诱发的地磁暴。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，但这些预警对于美国国防部（DoD）及其他机构做好应对准备至关重要。

强地磁暴对国防部及海军部任务的潜在影响重大且深远。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）导航授时以及各类遥感系统。

"自该领域诞生之初——可追溯至1971年NRL通过天基观测首次发现日冕物质抛射以来，NRL始终是日光层物理学和空间天气研究的先驱，"巴塔姆斯表示。"此后，NRL持续保持日冕成像领域的前沿地位，通过一系列开创性仪器推动了日光层和空间天气研究。"

具体包括：

• 自1996年起在欧空局-NASA联合太阳和日光层观测台（SOHO）任务中运行的LASCO日冕仪
• 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光层探测（SECCHI）仪器套件
• 2018年起在NASA帕克太阳探测器（PSP）搭载的广角成像仪（WISPR）
• 2019年起在欧空局太阳轨道飞行器任务运行的太阳轨道器日光层成像仪（SoloHI）
• 由NRL设计建造、2024年起在NOAA的GOES-19卫星运行的CCOR-1日冕仪

这些设备，尤其是LASCO和CCOR-1等仪器，对于提供预报员分析和评估日冕物质抛射、判断地球撞击可能性以及发布及时预警所必需的实时影像不可或缺。

"它们构成了我们预测和减轻空间天气影响能力的核心支柱。随着G4级强地磁暴监测持续进行，建议公众和关键基础设施运营商访问NOAA空间天气预报中心获取最新动态，"特尼西安表示。

日冕物质抛射从太阳剧烈爆发到抵达约100万英里外的地球之旅，彰显了太阳系的动态特性，也突显了NRL在日光层物理学研究和空间天气防护领域持续贡献的重要性。此类事件收集的数据将为未来研究提供关键支持，进一步提升我们的理解和预测能力，最终增强国家安全和关键基础设施的韧性。