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磁暴(magnetic storm)
全球性的強烈地磁場擾動即磁暴。所謂強烈是相對各種地磁擾動而言。其實地面地磁場變化量較其平靜值是很微小的。在中低緯度地區，地面地磁場變化量很少有超過幾百納特的（地面地磁場的寧靜值在全球絶大多數地區都超過 3萬納特）。一般的磁暴都需要在地磁臺用專門儀器做係統觀測才能發現。
磁暴是常見現象。不發生磁暴的月份是很少的，當太陽活動增強時，可能一個月發生數次。有時一次磁暴發生27天（一個太陽自轉周期）後，又有磁暴發生。這類磁暴稱為重現性磁暴。重現次數一般為一、二次。 |
研究簡史 Brief History of Research |
19世紀30年代 c.f.高斯和韋伯建立地磁臺站之初,就發現了地磁場經常有微小的起伏變化。1847年，地磁臺開始有連續的照相記錄。1859年9月1日，英國人卡林頓在觀察太陽黑子時，用肉眼首先發現了太陽耀斑。第二天，地磁臺記錄到 700納特的強磁暴。這個偶然的發現和巧合，使人們認識到磁暴與太陽耀斑有關。還發現磁暴時極光十分活躍。19世紀後半期磁暴研究主要是積纍觀測資料。
20世紀初,挪威的k.伯剋蘭從第一次國際極年(1882～1883)的極區觀測資料,分析出引起極光帶磁場擾動的電流主要是在地球上空，而不在地球內部。為解釋這個外空電流的起源，以及它和極光、太陽耀斑的關係，伯剋蘭和f.c.m.史篤默相繼提出了太陽微粒流假說。到30年代,磁暴研究成果集中體現在查普曼·費拉羅磁暴理論中，他們提出地磁場被太陽粒子流壓縮的假說，被後來觀測所證實。
50年代之後，實地空間探測不但驗證了磁暴起源於太陽粒子流的假說，並且發現了磁層，認識了磁暴期間磁層各部分的變化。對磁層環電流粒子的存在及其行為的探測，把磁暴概念擴展成了磁層暴。
磁暴和磁層暴是同一現象的不同名稱，強調了不同側面。儘管磁暴的活動中心是在磁層中，但通常按傳統概念對磁暴形態的描述仍以地面地磁場的變化為代表。這是因為，人們瞭解得最透徹的仍是地面地磁場的表現。 |
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在磁暴期間，地磁場的磁偏角和垂直分量都有明顯起伏,但最具特徵的是水平分量h。磁暴進程多以水平分量的變化為代表。大多數磁暴開始時，在全球大多數地磁臺的磁照圖上呈現出水平分量的一個陡然上升。在中低緯度臺站，其上升幅度約10～20納特。這稱為磁暴急始,記為ssc或sc。急始是識別磁暴發生的明顯標志。有急始的磁暴稱為急始型磁暴。高緯臺站急始發生的時刻較低緯臺站超前,時間差不超過1分鐘。
磁暴開始急，發展快，恢復慢，一般都持續兩三天才逐漸恢復平靜。磁暴發生之後，磁照圖呈現明顯的起伏，這也是識別磁暴的標志。同一磁暴在不同經緯度的磁照圖上表現得很不一樣。為了看出磁暴進程，通常都需要用分佈在全球不同經度的若幹個中、低緯度臺站的磁照圖進行平均。經過平均之後的磁暴的進程稱為磁暴時（以急始起算的時刻）變化，記為dst。
磁暴時變化大體可分為3個階段。緊接磁暴急始之後，數小時之內，水平分量較其平靜值大，但增大的幅度不大，一般為數十納特，磁照圖相對穩定。這段期間稱為磁暴初相。然後，水平分量很快下降到極小值，下降時間約半天，其間，磁照圖起伏劇烈，這是磁暴表現最活躍的時期，稱為磁暴主相。通常所謂磁暴幅度或磁暴強度，即指這個極小值與平靜值之差的絶對值，也稱dst幅度。水平分量下降到極小值之後開始回升，兩三天後恢復平靜，這段期間稱為磁暴恢復相。磁暴的總的效果是使地面地磁場減小。這一效應一直持續到恢復相之後的兩三天，稱為磁暴後效。通常，一次磁暴的幅度隨緯度增加而減小，表明主相的源距赤道較近。
同一磁暴,各臺站的磁照圖的水平分量h與平均形態dst的差值,隨臺站所在地方時不同而表現出係統的分佈規律。這種變化成分稱為地方時變化，記為ds。ds反映出磁暴現象的全球非軸對稱的空間特性，而不是磁暴的過程描述。它表明磁暴的源在全球範圍是非軸對稱分佈的。
磁照圖反映所有各類擾動的疊加，又是判斷和研究磁暴的依據，因此實際工作中往往把所有這些局部擾動都作為一種成分，包括到磁暴中。但在建立磁暴概念時，應註意概念的獨立性和排他性。磁暴應該指把局部幹擾排除之後的全球性擾動。 |
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太陽耀斑的噴出物常在其前緣形成激波，以1000公裏／秒的速度，約經一天，傳到地球。太陽風高速流也在其前緣形成激波，激波中太陽風壓力驟增。當激波掃過地球時，磁層就被突然壓縮，造成磁層頂地球一側的磁場增強。這種變化通過磁流體波傳到地面，表現為地面磁場增強，就是磁暴急始。急始之後，磁層被壓縮，壓縮劇烈時，磁層頂可以進入同步軌道之內。與此同時磁層內的對流電場增強，使等離子體層收縮，收縮劇烈時，等離子體層頂可以近至距地面2～3個地球半徑。如果激波之後的太陽風參數比較均勻，則急始之後的磁層保持一段相對穩定的被壓縮狀態，這對應磁暴初相。
磁暴期間，磁層中最具特徵的現象是磁層環電流粒子增多。磁層內,磁赤道面上下4個地球半徑之內，距離地心2～10個地球半徑的區域內,分佈有能量為幾十至幾十萬電子伏的質子。這些質子稱為環電流粒子，在地磁場中西嚮漂移運動形成西嚮環電流,或稱磁層環電流,強度約106安。磁層環電流在磁層平靜時也是存在的。而磁暴主相時，從磁尾等離子體片有大量低能質子註入環電流區，使環電流幅度大增。增強了的環電流在地面的磁效應就是h分量的下降。每註入一次質子，就造成h下降一次，稱為一次亞暴，磁暴主相是一連串亞暴連續發生的結果。磁暴主相的幅度與環電流粒子的總能量成正比。磁暴幅度為100納特時,環電流粒子能量可達4×1015焦耳。這大約就是一次典型的磁暴中，磁層從太陽風所獲得並耗散的總能量。而半徑為 3個地球半徑的球面之外的地球基本磁場的總能量也衹有3×1016焦耳。可見，磁暴期間磁層擾動之劇烈。
磁層亞暴時註入的粒子嚮西漂移,並繞地球運動,在主相期間來不及漂移成閉合的電流環，因此這時的環電流總是非軸對稱的，在黃昏一側強些。
除主相環電流外，在主相期間發生的亞暴還對應有伯剋蘭電流體係。伯剋蘭電流體係顯然是非軸對稱的。它在中低緯度也會産生磁效應,衹不過由於距離較遠,效應較之極光帶弱得多。它和主相環電流的非軸對稱部分的地磁效應合在一起就是ds場。
由於磁層波對粒子的散射作用，以及粒子的電荷交換反應,環電流粒子會不斷消失。當亞暴活動停息後,不再有粒子供給環電流，環電流強度開始減弱，進入磁暴恢復相。
所有這些空間電流，在地面産生磁場的同時，還會在導電的地殼和地幔中産生感應電流，但是感應電流引起的地磁場變化，其大小衹有空間電流引起的地磁場變化的一半。 |
研究意義 Research Significance |
磁暴觀測早已成為各地磁臺站的一項常規業務。在所有空間物理觀測項目中，地面磁場觀測最簡單可行,也易於連續和持久進行,觀測點可以同時覆蓋全球陸地表面。因此磁暴的地面觀測是瞭解磁層的最基本、最有效的手段。在研究日地空間的其他現象時，往往都要參考代表磁暴活動情況的磁情指數，用以進行數據分類和相關性研究。
磁暴引起電離層暴，從而幹擾短波無綫電通訊；磁暴有可能幹擾電工、磁工設備的運行；磁暴還有可能幹擾各種磁測量工作。因此某些工業和實用部門也希望得到磁暴的預報和觀測資料。
磁暴研究除了上述服務性目的之外，還有它本身的學科意義。磁暴和其他空間現象的關係，特別是磁暴與太陽風狀態的關係，磁暴與磁層亞暴的關係，以及磁暴的誘發條件，供應磁暴的能量如何從太陽風進入磁層等等問題，至今仍是磁層物理最活躍的課題。磁暴作為一種環境因素，與生態的關係問題也開始引起人們的註意和興趣。 |
磁暴問題影響大城市的生活 Issues affecting the lives of city storm |
在大城市的每個住傢裏，其電磁環境都存在很大問題。一個個鋼筋水泥盒子破壞了自然場，而傢用電器又産生了大量有別於自然環境的電磁場。
可遺憾的是，任何一座大城市的這麽一個普普通通問題，還有就是無綫電通訊、日常辦公和生活所使用的電器所産生的電磁輻射，卻又無法避免。其中電磁輻射最強的當數微波爐、無氟冰箱、抽油煙機、電烤箱和電視機。
電磁場對居民身體的不良影響是當今社會的一個相當現實的問題，不僅專傢和科學家在積極探討，全世界的輿論也在予以關註。尤其是現在，實際上所有大城市市內和城外相當大的一部分地域都被移動通訊係統的電磁輻射所覆蓋，這個問題變得更加尖銳。 |
電磁場對細胞的影響 The impact of electromagnetic fields on cells |
為了弄清這種情況會對我們的身體健康有多大的危險，很有必要提到細胞的交際語言之一——電磁波。正是在電磁波的幫助下，細胞纔有可能互相傳遞信息，其中包括一些得絶對服從的重要指令。
接到這種指令之後，細胞馬上重新調整自己的工作，但是它並不總是能分辨所接到的指令是否合理，衹能像個士兵一切統統照辦。可是，如果它接到的指令是相互排斥、相互矛盾的呢……
如果我們工作的地方長期在同時使用好幾件能産生磁場的電器，我們的細胞就會是這個反應，因為這種環境會産生大強度的磁暴。
人處在磁暴中到底會有些什麽反應對我們不少人已經不是秘密：血壓突變，頭疼，心血管功能紊亂，等等。
不過這都還衹是表面現象，因為更嚴重的，乃至不可逆轉的過程發生在細胞內部。
用老鼠做的試驗表明，在電磁場的影響下，動物的舉動變得具有攻擊性。老鼠會無緣無故地發火，拼命地在籠子裏跑來跑去，久久都恢復不了正常。
據世界衛生組織專傢們得出的結論，一個表面看上去健康的孩子暴死的綜合徵、艾滋病、慢性疲勞和精神萎靡全都是電磁場對人體影響的結果。尤其是孩子對電磁場的不良影響最為敏感。 |
電磁場同長壽的關係 Electromagnetic field with the longevity of the relationship between |
有人問：那電磁場究竟同現代人的壽命有何關係？對此俄羅斯醫學副博士、組織學教研室助教德米特裏·阿佳剋申有自己的見解。
他認為，電磁場對我們身體細胞的任何生命過程都在施加影響。這就意味着也影響到對諸如細胞的遺傳器官、蛋白合成、能量傳遞與利用、細胞膜以及其他一些跟衰老起到關鍵作用的係統。
再說，由於人類活動而形成的電磁場輻射對細胞的生命過程及其“自我感覺”進行粗暴干涉，尤其是近些年來這種干涉越來越大。比如說，近50年來電磁場的強度比過去已是幾十倍，甚至是幾百倍地增長，這對人體細胞不能不說是最大的災難。
其結果是細胞的機能遭到破壞，肌肉組織和器官中的細胞數量驟減，它們之間變得不再“瞭解”，這就會導致整個機體不再能統一正常發揮職能。而重要的是，任何磁場都具有對人的生命係統組織起到破壞作用的頻率和振幅渠道，從而加速人的衰老。即使是人能逃避電磁場的影響，但也於事無補。因為人體細胞能“牢記”電磁場的影響，而後者的生物效應又“習慣於”積纍，所以它們往往會引起神經係統的退化，還會引發白血病、荷爾蒙紊亂，可能還會引發腫瘤。
世界衛生組織1996-2000年的“電磁場與人的健康”國際科學規劃指出，諸如癌癥、行為發生變化、失憶、帕金森和老年性癡呆、艾滋病以及包括自殺率上升等其他諸多現象都是電磁場影響的結果。
阿佳剋申還認為，人體內就數神經係統、免疫係統、內分泌係統和生殖係統的細胞對磁場的作用最敏感。在電磁場的作用下，神經係統內細胞間的信息傳遞係統失靈，大腦的整個工作癱瘓，最後導致行為變異、失憶和對周圍發生的事件無法進行正確的判斷。電磁場一分鐘或一小時的作用所引起的過程可以在神經係統延續好幾個星期和幾個月。經研究發現，凡長期接觸電磁場的人，即使是強度不大，都愛變得神經緊張。 |
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電磁場最容易對神經係統、免疫係統、內分泌係統和生殖係統産生影響。
免疫係統的改變會産生過敏反應，降低身體的抗感染力。除此之外，近些年還發現電磁場容易緻癌。
內分泌係統受到電磁場的影響，會降低人體對外界環境的適應能力。
由此看來，電磁場無疑是促使細胞衰老的一個重要因素。
既然電磁場的影響無法避免，那能不能哪怕稍稍減少呢？
首先是盡量少在産生電磁場的電器旁工作，或者把這些電器擺在稍遠一些的地方。其次是加強運動，努力激活體內的細胞，保持其旺盛的生命力。也就是說，最大限度地提高它們對病毒、細菌和輻射的抵抗力。 |
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磁暴(Magnetic storm)
當太陽表面活動旺盛，特別是在太陽黑子極大期時，太陽表面的閃焰爆發次數也會增加，閃焰爆發時會輻射出X射綫、紫外綫、可見光及高能量的質子和電子束。其中的帶電粒子（質子、電子）形成的電流衝擊地球磁場，引發短波通訊所稱的磁暴。所謂強烈是相對各種地磁擾動而言。其實地面地磁場變化量較其平靜值是很微小的。在中低緯度地區，地面地磁場變化量很少有超過幾百納特的（地面地磁場的寧靜值在全球絶大多數地區都超過 3萬納特）。一般的磁暴都需要在地磁臺用專門儀器做係統觀測才能發現。
磁暴是常見現象。不發生磁暴的月份是很少的，當太陽活動增強時，可能一個月發生數次。有時一次磁暴發生27天（一個太陽自轉周期）後，又有磁暴發生。這類磁暴稱為重現性磁暴。重現次數一般為一、二次。 |
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cibao
磁暴
magnetic storm
地磁場的強烈騷動，平均每年可發生十次左右，而且往往發生在太陽活動較強烈時。它可分為兩種：一種是急始磁暴，在開始時地磁的水平強度突然增大，幾小時後又急速地下降，變幅為5×10□～3×10□高斯，個別的可達10□高斯以上,幾天後慢慢地恢復到磁暴前的狀態；有的急始磁暴在開始時有一小負脈衝，然後有正的主要脈衝。另一種是緩始磁暴，開始時變化較慢些。發生磁暴時，在嚮着太陽一面的地球磁層頂部，太陽風的速度或太陽風中等離子體微粒的密度顯著增加，這時朝着太陽一面的磁層頂由通常距地心 8～11個地球半徑被壓縮到距地心衹有5～7個地球半徑。磁暴發生時，高緯地區常伴有極光出現，無綫電通訊受到嚴重幹擾。
（鄭瑩） |
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- : magnetic storm
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