太陽耀斑（Solar flare）是發(fā)生在太陽大氣局部區(qū)域的一種最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在短時(shí)間內(nèi)釋放大量能量，引起局部區(qū)域瞬時(shí)加熱，同時(shí)向外發(fā)射各種電磁輻射，并伴隨粒子輻射突然增強(qiáng)。從地球上看去，就好像是太陽上出現(xiàn)了一塊塊閃耀的斑點(diǎn)。
太陽耀斑按照能量由弱到強(qiáng)分為A、B、C、M、X五種強(qiáng)度等級(jí)，每個(gè)等級(jí)的內(nèi)部還可以用從1到9的數(shù)字來進(jìn)一步細(xì)分，而數(shù)字反映的是不同耀斑能量相差的倍數(shù)。太陽Hα耀斑分級(jí)可分為S、1、2、3、4五個(gè)級(jí)別，在級(jí)別后加F、N、B分別表示該光學(xué)耀斑在Hα線中極大亮度是弱的、普通的、還是強(qiáng)的。
1859年9月1日，英國天文愛好者卡林頓（Richard Carrington）和天文學(xué)家霍奇森（Richard Hodgson）在用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)太陽時(shí)，發(fā)現(xiàn)日面上出現(xiàn)兩道極其明亮的閃光，這些閃光后來被稱為太陽耀斑。耀斑出現(xiàn)時(shí)會(huì)有很強(qiáng)的輻射，并且輻射種類很多，除可見光外，還有紫外線、紅外線、X射線、伽瑪射線和射電輻射，另外，還有沖擊波和高能粒子流，甚至還有能量特高的宇宙射線。太陽表面強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域增多時(shí)，這些區(qū)域被壓縮并互相作用變得不穩(wěn)定，磁體一旦放松，則會(huì)使積累的全部能量?jī)A刻間釋放掉，這種能量的釋放是太陽耀斑亮度增強(qiáng)的主要原因。
太陽耀斑爆發(fā)時(shí)，釋放的大量高能帶電粒子和電磁輻射會(huì)對(duì)航天器造成輻射損傷，還會(huì)使電離層擾動(dòng)，讓短波無線電信號(hào)被部分或全部吸收，導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)衰落或中斷，衛(wèi)星通信也會(huì)受到干擾。耀斑產(chǎn)生的等離子云還會(huì)導(dǎo)致地球磁場(chǎng)產(chǎn)生地磁暴，并誘生地磁感應(yīng)電流。這種電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)中的變壓器設(shè)備造成影響，如1989年3月，因太陽耀斑造成的加拿大“魁北克省大斷電事件”。
為了降低太陽耀斑帶來的影響，科學(xué)家通過不斷研究，已經(jīng)形成了以地面觀測(cè)系統(tǒng)為主，地面與空間觀測(cè)相結(jié)合的太陽觀測(cè)網(wǎng)，從而不斷提高太陽風(fēng)暴預(yù)報(bào)產(chǎn)品制作與服務(wù)水平，增強(qiáng)預(yù)報(bào)預(yù)警能力。
觀測(cè)歷史
早期研究
1859年9月1日，英國天文愛好者卡林頓（Richard Carrington）和天文學(xué)家霍奇森（Richard Hodgson）在用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)太陽時(shí)，發(fā)現(xiàn)日面上出現(xiàn)兩道極其明亮的閃光，這些閃光后來就被稱為太陽耀斑。1908年，喬治·埃勒里·海爾(George Ellery Hale)發(fā)現(xiàn)了太陽黑子的磁特征。
快速發(fā)展
1942年，史坦利·海伊(Stanley Hey)和索思沃思（Southworth）均使用電波觀測(cè)到太陽耀斑，但是受限于第二次世界大戰(zhàn)，二人的研究均被保密。1944 年，格羅特·雷伯 (Grote Reber)在論文中首次報(bào)告了在 160 MHz 頻率下對(duì)太陽的射電天文觀測(cè)。1949年，澳大利亞物理學(xué)家羅納德 · 喬瓦內(nèi)利（Ronald Giovanellii）提出了太陽耀斑產(chǎn)生的磁重聯(lián)概念，即當(dāng)磁場(chǎng)線發(fā)生重新連接時(shí)，會(huì)釋放大量能量形成耀斑。
現(xiàn)代觀測(cè)/預(yù)測(cè)
1970年，美國航空航天局 (NASA) 的烏呼魯衛(wèi)星觀測(cè)來自宇宙的X射線源。1995年，歐洲航天局 (ESA) 發(fā)射了(SOHO)衛(wèi)星，它成為了太陽物理學(xué)研究的重要工具，通過多個(gè)儀器對(duì)太陽耀斑進(jìn)行了全面的觀測(cè)。美國國家航空航天局 (NASA) 的(SDO) 衛(wèi)星繼續(xù)對(duì)太陽耀斑進(jìn)行觀測(cè)和研究，為了解太陽耀斑的本質(zhì)、產(chǎn)生機(jī)制以及對(duì)地球的影響提供了重要數(shù)據(jù)。2021年10月12日，廣州大學(xué)國家天文科學(xué)數(shù)據(jù)中心大灣區(qū)分中心的王鋒教授、中國科學(xué)院云南天文臺(tái)的鄧林華研究員，以及昆明理工大學(xué)的馮松教授構(gòu)建了一個(gè)精細(xì)化的太陽耀斑預(yù)報(bào)模型。這一模型的開發(fā)提升了太陽耀斑預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。2024年10月，“國家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心”預(yù)計(jì)在2024年10月10日至12日三天內(nèi)，可能發(fā)生強(qiáng)地磁活動(dòng)。其中10日晚間到11日晚間，可能出現(xiàn)大地磁暴，如果沒有新的爆發(fā)活動(dòng)出現(xiàn)，12日可能會(huì)出現(xiàn)小到中等地磁暴，隨后逐漸恢復(fù)平靜。
形成原因
太陽表面活躍區(qū)域（尤其是黑子所在的強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)）的環(huán)狀磁力線，因太陽內(nèi)部等離子體對(duì)流和較差自轉(zhuǎn)（赤道與兩極自轉(zhuǎn)速度不同）持續(xù)發(fā)生扭曲，導(dǎo)致磁場(chǎng)能量不斷積累。在太陽大氣中，特別是日冕層，磁力線會(huì)發(fā)生斷開并重新連接的現(xiàn)象，這一過程被稱為磁重聯(lián)。磁重聯(lián)是兩組具有反向分量的磁力線相互靠近并重新連接的物理過程。在這一過程中，磁能轉(zhuǎn)化為等離子體的動(dòng)能、熱能、輻射能等。磁重聯(lián)可以引發(fā)大規(guī)模的能量釋放，這是太陽耀斑形成的關(guān)鍵過程。磁重聯(lián)導(dǎo)致磁場(chǎng)能量的快速釋放。在磁場(chǎng)線的連接過程中，大區(qū)域磁場(chǎng)方向的改變會(huì)導(dǎo)致對(duì)中間等離子體的加速作用，從而伴隨該過程產(chǎn)生同步或回旋輻射，這種輻射能量的釋放是太陽耀斑亮度增強(qiáng)的主要原因。
在磁重聯(lián)過程中，磁場(chǎng)能量的釋放會(huì)加速粒子，產(chǎn)生高能粒子束。這些高能粒子在太陽大氣中穿行，與物質(zhì)相互作用，進(jìn)一步加熱等離子體并產(chǎn)生輻射。這些高能粒子也會(huì)沿磁力線傳播到太陽表面，與太陽表面物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生更多的輻射和能量釋放，進(jìn)一步增強(qiáng)了太陽耀斑的亮度。高能粒子還可能逃逸到太陽外部空間，對(duì)地球環(huán)境和空間天氣產(chǎn)生影響。
耀斑分類
根據(jù)觀測(cè)手段的不同，主要分為光學(xué)耀斑、X射線耀斑等。通常，可見光范圍內(nèi)的單色光觀測(cè)的耀斑習(xí)慣地稱為光學(xué)耀斑，X射線波段觀測(cè)的耀斑稱為X射線耀斑，與質(zhì)子事件相對(duì)應(yīng)的耀斑則稱為質(zhì)子耀斑。
光學(xué)耀斑（Optical solar flare）
太陽爆發(fā)時(shí)光學(xué)波段亮度突然增強(qiáng)的現(xiàn)象，稱為光學(xué)耀斑；波長(zhǎng)在3900~7000埃之間。耀斑在氫的Hα線和電離鈣的H、K線上最為突出，非常有利于光學(xué)耀斑的觀測(cè)。
X射線耀斑（X-ray flare）
太陽爆發(fā)時(shí)X射線通量突然增強(qiáng)的現(xiàn)象，稱為X射線耀斑；波長(zhǎng)在0.01~100埃之間。耀斑在極紫外波段有明顯表現(xiàn)，可以用來監(jiān)測(cè)。
質(zhì)子耀斑（Solar proton flare）
在耀斑發(fā)射的粒子事件中，當(dāng)地球同步軌道探測(cè)到的質(zhì)子能量大于10兆電子伏的通量超過10pfu時(shí)，表明這種事件中有很強(qiáng)的質(zhì)子流，即發(fā)生質(zhì)子事件，與之相對(duì)應(yīng)的源耀斑稱為質(zhì)子耀斑。在日地空間行星際磁場(chǎng)的引導(dǎo)下，日面東半球發(fā)射的質(zhì)子一般到不了地球附近，因此質(zhì)子耀斑主要發(fā)生在日面西半球。質(zhì)子耀斑大多為M級(jí)及以上級(jí)別的耀斑，發(fā)生后1小時(shí)~2小時(shí)內(nèi)能夠在地球軌道附近觀測(cè)到其引發(fā)的質(zhì)子事件。
白光耀斑
白光耀斑是太陽耀斑中極為罕見的一種，由于能在白光范圍內(nèi)觀測(cè)到而得名。太陽耀斑一般通過白光是不能觀測(cè)到的，只有通過Hα線和電離鈣的H、K線才能觀測(cè)到。但有時(shí)在Hα線所看到的亮區(qū)中的一些更小的區(qū)域，通過白光也能看到突然增亮現(xiàn)象，持續(xù)時(shí)間大約幾分鐘，這就是白光耀斑。1859年卡林頓首次觀測(cè)的太陽耀斑就是白光耀斑。
強(qiáng)度與規(guī)律
強(qiáng)度分級(jí)
太陽耀斑是太陽表面強(qiáng)烈能量噴發(fā)的一種周期性現(xiàn)象，它們釋放的能量巨大，相當(dāng)于數(shù)十萬甚至上百萬次的強(qiáng)火山爆發(fā)能量，或是億級(jí)噸TNT當(dāng)量的氫彈爆炸。耀斑出現(xiàn)時(shí)會(huì)有很強(qiáng)的輻射，并且輻射種類很多，除可見光外，有紫外線、X射線和伽瑪射線，有紅外線和射電輻射，還有沖擊波和高能粒子流，甚至有能量特高的宇宙射線。太陽表面強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域增多時(shí)，會(huì)變得不穩(wěn)定，并可能導(dǎo)致儲(chǔ)存的能量在X射線、紫外線輻射以及高能電子和質(zhì)子的爆發(fā)中迅速釋放，因?yàn)檫@些區(qū)域被壓縮并互相作用。
太陽耀斑是太陽劇烈活動(dòng)的一種表現(xiàn)，它們?cè)跇O短的時(shí)間內(nèi)能釋放出巨大的能量，范圍在1029到1032 erg。這種能量的釋放通常伴隨著粒子加速，包括電子、質(zhì)子和重粒子。太陽耀斑的發(fā)展分為三個(gè)階段：前相、脈沖相和緩變相。前相是耀斑活動(dòng)初期，耀斑區(qū)域開始加熱；脈沖相持續(xù)時(shí)間較短，通常在幾分鐘到15分鐘內(nèi)，這時(shí)軟X射線、可見光和分米波射電輻射強(qiáng)度急劇增加；緩變相則是耀斑活動(dòng)的末期，加熱狀態(tài)逐漸減弱。通過Hα雙折射濾光器色球望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)，科學(xué)家們根據(jù)耀斑輻射的大小將其分為S、1、2、3、4五個(gè)級(jí)別，B、N、F三個(gè)亮度等級(jí)，最大最亮的耀斑是4B，最小最暗的耀斑是SF。
此外，根據(jù)軟X射線的強(qiáng)度，耀斑還被分為A、B、C、M、X五個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)內(nèi)部再細(xì)分為9個(gè)小等級(jí)。一般而言，C級(jí)以下的為小耀斑，M級(jí)為中等耀斑，而X級(jí)代表大耀斑。
耀斑強(qiáng)度不同，耀斑X射線的峰值流量也不同，具體見下表：
發(fā)生規(guī)律
太陽耀斑的活動(dòng)呈現(xiàn)顯著的周期性變化，大約每11年出現(xiàn)一次。一個(gè)太陽活動(dòng)周平均長(zhǎng)度為11.2年，爆發(fā)位置隨時(shí)間呈現(xiàn)蝴蝶圖樣的分布。這些耀斑表現(xiàn)為太陽大氣中某個(gè)局部區(qū)域的突然增亮，伴隨著電磁輻射和粒子輻射的急劇增加。在太陽活躍期，耀斑的爆發(fā)頻率顯著增加，有時(shí)每天都能觀測(cè)到多次爆發(fā)；而在太陽寧靜期，平均每周不到一次的爆發(fā)頻率成為常態(tài)。此外，大型耀斑的發(fā)生頻率遠(yuǎn)低于小型耀斑，表明耀斑活動(dòng)存在一定的規(guī)模依賴性。在1-8埃軟X射線能段，耀斑峰值流量的頻數(shù)分布遵循接近于譜指數(shù)為2的冪律分布。
影響
太空飛行
當(dāng)太陽耀斑爆發(fā)所噴射的高能帶電粒子到達(dá)地球附近后，在軌航天器遭受到的高能帶電粒子急劇增加。這些高能帶電粒子擁有極高的能量，可以輕易穿透航天器外殼，對(duì)航天器造成輻射損傷，引發(fā)單粒子效應(yīng)和深層充電等影響。
輻射損傷會(huì)造成航天器材料老化，例如航天器使用的太陽能電池壽命降低，半導(dǎo)體元件性能出現(xiàn)衰退等；單粒子效應(yīng)會(huì)造成控制電路發(fā)生邏輯錯(cuò)誤，導(dǎo)致航天器失去控制，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致報(bào)廢；深層充電經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致開關(guān)出現(xiàn)異常，它產(chǎn)生的放電脈沖，會(huì)損壞微型材料及電子器件，導(dǎo)致航天器失控甚至報(bào)廢。
2022年2月4日凌晨2時(shí)13分，SpaceX（SpaceX）發(fā)射的49顆星鏈衛(wèi)星因受地磁暴影響，約40顆未能進(jìn)入預(yù)定軌道。地磁暴發(fā)生時(shí)，高緯度地區(qū)大氣在焦耳加熱和高能粒子沉降作用下受熱膨脹，這種變化通過大氣環(huán)流傳遞至全球，引發(fā)高層大氣密度升高。高層大氣密度升高會(huì)增加航天器飛行阻力，導(dǎo)致其軌道衰減（航天領(lǐng)域稱為大氣拖曳作用）。
通信與導(dǎo)航
太陽耀斑產(chǎn)生的電離層擾動(dòng)使短波無線電信號(hào)被部分或全部吸收，導(dǎo)致信號(hào)出現(xiàn)衰落或中斷；使得衛(wèi)星導(dǎo)航等位精度下降，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致導(dǎo)航接收機(jī)失效，無法提供導(dǎo)航信息；使得衛(wèi)星通信的信噪比下降，誤碼率上升，通信質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)還可能造成衛(wèi)星通信鏈路中斷。例如在2006年12月13日北京時(shí)間10時(shí)40分前后，太陽發(fā)生一次X3級(jí)耀斑的猛烈爆發(fā)，對(duì)我國的短波無線電信號(hào)傳播造成嚴(yán)重影響。
地面設(shè)備
太陽耀斑不僅有可能對(duì)電力系統(tǒng)本身遭到重創(chuàng)，所有依賴電力的應(yīng)用系統(tǒng)都將受到影響，進(jìn)而造成經(jīng)濟(jì)損失。太陽耀斑產(chǎn)生的高速等離子體云到達(dá)地球的時(shí)候，會(huì)引起地磁暴。這時(shí)地球磁場(chǎng)的劇烈變化會(huì)在地球表面誘生地磁感應(yīng)電流，這種電流會(huì)對(duì)電網(wǎng)中的變壓器設(shè)備造成影響，容易引起大型變壓器半飽和，導(dǎo)致壽命縮短，極端情況時(shí)直接燒毀，電力傳輸受到嚴(yán)重干擾，輸電系統(tǒng)崩潰，最終導(dǎo)致失去電力供應(yīng)，1989年的太陽耀斑使得加拿大魁北克省電網(wǎng)所管轄的區(qū)域600萬居民停電長(zhǎng)達(dá)9小時(shí)。
觀測(cè)手段
太陽耀斑的觀測(cè)手段主要分為光學(xué)觀測(cè)（白光耀斑）、X射線觀測(cè)、射電波觀測(cè)、紫外線觀測(cè)、γ射線觀測(cè)等。白光耀斑是太陽耀斑中極為罕見的一種，由于能在白光范圍內(nèi)觀測(cè)到而得名。通過白光觀測(cè)太陽耀斑需要專業(yè)的天文望遠(yuǎn)鏡和精確的觀測(cè)技術(shù)。X射線觀測(cè)可以揭示太陽耀斑中高溫等離子體的性質(zhì)，以及磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過程。射電波觀測(cè)可以揭示太陽耀斑中磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)過程，以及太陽風(fēng)與地球磁場(chǎng)的相互作用。紫外線觀測(cè)可以揭示太陽耀斑中高溫等離子體的性質(zhì)和動(dòng)力學(xué)過程。
歷史記錄
卡林頓事件
1859年9月，卡林頓第一次觀測(cè)到太陽耀斑爆發(fā)后的17.5小時(shí)，地磁臺(tái)站記錄到強(qiáng)烈地磁擾動(dòng)。第二天，世界許多地方（包括中國河北等地）觀察到了美麗的極光。在卡林頓事件發(fā)生的時(shí)候，觀測(cè)技術(shù)還不夠成熟，空間環(huán)境擾動(dòng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也不夠全面。但事后人們從高能粒子數(shù)量、極光范圍、地磁擾動(dòng)和造成的危害這幾個(gè)方面還是可以推斷出卡林頓事件是歷史最強(qiáng)耀斑爆發(fā)。在這次事件發(fā)生期間，大于30兆電子伏的質(zhì)子通量達(dá)到1.9×1010個(gè)/cm2，是排名第四的1972年高能粒子事件的4倍。
卡林頓事件發(fā)生的時(shí)候在北美、南美、歐洲、亞洲等多地看到極光，較低緯度地區(qū)如古巴，人們居然能夠在極光下讀晨報(bào)。這次事件還產(chǎn)生了極強(qiáng)的地磁擾動(dòng)，在太陽耀斑爆發(fā)的17.5小時(shí)后，Dst指數(shù)最大下降到-1760納特。這次事件的地磁暴強(qiáng)度是1989年3月地磁暴的4倍?？诸D事件對(duì)電報(bào)業(yè)造成嚴(yán)重?fù)p害。意大利的托斯卡納等廣大地區(qū)的電報(bào)站機(jī)器都出現(xiàn)了閃火花現(xiàn)象，甚至電線也被熔化了。并且隨著時(shí)間推移，波士頓至波特蘭的電報(bào)線在沒有電池的情況下，依靠地磁暴產(chǎn)生的電流持續(xù)工作長(zhǎng)達(dá)兩小時(shí)之久。
魁北克省大斷電事件
1989年3月，日面上出現(xiàn)了一個(gè)超級(jí)活動(dòng)區(qū)，該活動(dòng)區(qū)掀起了一場(chǎng)劇烈的太陽風(fēng)暴，使地球上發(fā)生了一次史上有名的強(qiáng)磁暴，同時(shí)也給人類社會(huì)帶來了一系列災(zāi)難。此次事件的危害主要表現(xiàn)為對(duì)加拿大魁北克省電力系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞，被稱為“魁北克省大斷電事件”。受太陽耀斑及拋射的等離子體云影響，發(fā)生2次強(qiáng)太陽質(zhì)子事件，共產(chǎn)生100多次電離層突然騷擾，480千米高度處的大氣密度增加了4倍，較低緯度地區(qū)如北半球的佛羅里達(dá)州、古巴等地都看到了極光。
地球強(qiáng)磁暴導(dǎo)致加拿大魁北克省電網(wǎng)主要線路上的一個(gè)變壓器因感應(yīng)電流過大而燒毀，整個(gè)電網(wǎng)在不到90秒鐘就全部癱瘓；地球高軌道高能粒子通量和低軌道大氣密度的增加以及地球磁場(chǎng)劇烈變化導(dǎo)致許多衛(wèi)星也遭受了不同程度的影響。如美國GOES-7衛(wèi)星損失了一半太陽能電池，致使其壽命縮短了一半；3月17日，日本通訊衛(wèi)星CS-3B異常，搭載在衛(wèi)星上的備用命令電路損壞等等。
2003年萬圣節(jié)太陽風(fēng)暴
現(xiàn)代儀器測(cè)量到的最大一次太陽耀斑發(fā)生在2003年11月4日，這次事件造成了日地空間環(huán)境巨大擾動(dòng)。受此影響，加利福尼亞州中部上空出現(xiàn)了罕見的極光；約半數(shù)衛(wèi)星出現(xiàn)故障，日本先進(jìn)地球觀測(cè)衛(wèi)星-2（ADEOS-2）完全失效；全球范圍內(nèi)的通訊受到干擾，海事緊急呼叫系統(tǒng)癱瘓，珠峰探險(xiǎn)隊(duì)通訊中斷；全球定位系統(tǒng)精度降低；瑞典5萬人的電力供應(yīng)中斷，因正值西方萬圣節(jié)前后而被命名為“萬圣節(jié)太陽風(fēng)暴”。在這次事件中日面上共爆發(fā)了57個(gè)M級(jí)以上的X射線耀斑，包括11個(gè)X級(jí)的大耀斑；同時(shí)伴隨有至少15個(gè)暈狀日冕物質(zhì)拋射及大量的小日冕物質(zhì)拋射。其中X28級(jí)巨耀斑是自1976年以來觀測(cè)到的最大耀斑。
其他事件
2017年9月3日，一個(gè)代號(hào)為AR2673的太陽黑子群引發(fā)的，5天內(nèi)已經(jīng)爆發(fā)了10多次太陽大耀斑。其中，9月4日的太陽大耀斑還伴隨日冕物質(zhì)拋射，并直接導(dǎo)致了中等太陽質(zhì)子事件。
2022年3月29日，太陽活動(dòng)出現(xiàn)異常，一天之內(nèi)爆發(fā)了17次太陽耀斑，其中包括11次C級(jí)小耀斑和6次M級(jí)中等耀斑。這些耀斑伴隨著日冕物質(zhì)拋射（CME），表現(xiàn)出太陽表面的劇烈活動(dòng)。這些異常的太陽活動(dòng)被風(fēng)云三號(hào)氣象衛(wèi)星E星在軌道上清晰記錄下來。所有這些耀斑活動(dòng)都集中在太陽黑子區(qū)域12975。
2022年4月20日，耀斑于當(dāng)日11點(diǎn)46分開始，一直持續(xù)到中午12點(diǎn)03分，曲線才顯示出耀斑活動(dòng)的減弱，屏幕上的亮斑也開始逐漸消散。同年4月20日，太陽發(fā)生了一次強(qiáng)烈的X級(jí)耀斑事件，其強(qiáng)度達(dá)到了X2.2級(jí)。這場(chǎng)大耀斑持續(xù)了17分鐘，這在耀斑活動(dòng)中算是相對(duì)正常的持續(xù)時(shí)間。耀斑發(fā)生后約8分鐘，強(qiáng)烈的電磁輻射波及到了中國地區(qū)，導(dǎo)致了中國區(qū)域電離層的突然騷擾現(xiàn)象，這種現(xiàn)象嚴(yán)重干擾了無線信號(hào)的正常傳播，特別是造成了短波無線電信號(hào)的顯著衰減。
2022年10月2日16點(diǎn)25分美國東部時(shí)間（北京時(shí)間2022年10月3日4點(diǎn)25分），美國航空航天局發(fā)布消息稱，其太陽動(dòng)力學(xué)天文臺(tái)在日常監(jiān)測(cè)中捕捉到了一次強(qiáng)烈的太陽輻射爆發(fā)事件，并成功記錄下了這次X1級(jí)太陽耀斑的圖像。
2023年12月15日，北京時(shí)間凌晨1時(shí)03分，太陽活動(dòng)區(qū)13514產(chǎn)生了一次X2.8級(jí)的大耀斑爆發(fā)。這是自2017年9月10日發(fā)生X8.2級(jí)耀斑以來，太陽活動(dòng)強(qiáng)度最大的一次。這次耀斑活動(dòng)導(dǎo)致了強(qiáng)烈的無線電信號(hào)吸收現(xiàn)象，進(jìn)而影響了短波無線電通訊和導(dǎo)航系統(tǒng)中低頻信號(hào)的傳輸，相關(guān)影響持續(xù)了大約一小時(shí)。
2024年1月1日，北京時(shí)間凌晨05時(shí)55分，太陽表面發(fā)生了一次強(qiáng)烈的耀斑活動(dòng)，達(dá)到了X5.0級(jí)別的強(qiáng)度。當(dāng)時(shí)中國正處于黎明時(shí)分，這一時(shí)間的地理位置意味著對(duì)中國上空的電離層產(chǎn)生的直接影響相對(duì)較小。此外，此次太陽耀斑的位置并非直接面向地球，因此預(yù)計(jì)不會(huì)對(duì)地球的空間環(huán)境造成重大影響。
2024年5月5日，國家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心發(fā)布太陽耀斑信息提示：北京時(shí)間14時(shí)01分，太陽爆發(fā)了一個(gè)強(qiáng)耀斑（X1.3級(jí)）。該事件發(fā)生時(shí)中國處于白天，耀斑對(duì)中國上空電離層產(chǎn)生了影響。預(yù)計(jì)5月6日、7日、8日，仍有可能爆發(fā)M級(jí)甚至X級(jí)以上耀斑。5月5日19時(shí)54分，太陽爆發(fā)了一個(gè)強(qiáng)耀斑（X1.2級(jí)）。5月6日14時(shí)35分，太陽爆發(fā)了一個(gè)強(qiáng)耀斑（X4.5級(jí)）。2024年5月8日中午12:24，太陽爆發(fā)了一個(gè)X1.0級(jí)X射線耀斑，于13:36結(jié)束，達(dá)到橙色警報(bào)級(jí)別。中國科學(xué)院空間環(huán)境研究預(yù)報(bào)中心5月8日發(fā)布了該次太陽耀斑爆發(fā)情況：“5月8日爆發(fā)點(diǎn)與5月6日的點(diǎn)13663不同，但是也是日面活躍區(qū)。不同的是，這次X級(jí)爆發(fā)伴隨了日冕物質(zhì)拋射。日冕物質(zhì)拋射將產(chǎn)生帶電粒子，這些粒子將以幾百到上千公里每秒的速度向地球拋來，預(yù)計(jì)在2~3天后到達(dá)地球并引發(fā)地磁暴?！?日以來太陽上已連續(xù)產(chǎn)生6次X級(jí)耀斑，之前5次均為活動(dòng)區(qū)13663產(chǎn)生，且沒有伴隨明顯的日冕物質(zhì)拋射。該次X1.0級(jí)耀斑是由活動(dòng)區(qū)13664產(chǎn)生的，面積為630個(gè)太陽面積單位。UTC5月10日至5月11日早上10:56，太陽共產(chǎn)生15個(gè)耀斑，其中14個(gè)來自AR3664，AR3664寬度約為20萬公里，是地球直徑的15-16倍。世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間5月11日早上，AR3664引發(fā)了一個(gè)巨大的X5.8級(jí)耀斑，11日中午12:55，AR3664又釋放了一個(gè)X1.5級(jí)耀斑，12日還爆發(fā)了一個(gè)M8.8級(jí)耀斑。北京時(shí)間5月11日上午9時(shí)，國家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心發(fā)布了地磁暴紅色預(yù)警。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2024年5月14日，美國航空航天局（NASA）太陽動(dòng)力學(xué)觀測(cè)站觀測(cè)到，太陽爆發(fā)了自2005年以來最強(qiáng)的一個(gè)耀斑，強(qiáng)度達(dá)到X8.7級(jí)。因?yàn)橐弑l(fā)在太陽遠(yuǎn)離地球的部分，本次太陽耀斑爆發(fā)不會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生太大影響。
2024年6月2日，中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心介紹，北京時(shí)間6月2日3時(shí)39分，太陽活動(dòng)區(qū)13697爆發(fā)了一次強(qiáng)度為M7.3級(jí)的中等耀斑，并伴隨明顯的日冕物質(zhì)拋射活動(dòng)，噴發(fā)類型為全暈噴發(fā)。受此影響，預(yù)計(jì)在6月4日前后可能發(fā)生小至中等地磁暴。
2024年8月，中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心發(fā)布，北京時(shí)間2024年8月9日03時(shí)15分左右，太陽活動(dòng)區(qū)13777，爆發(fā)X1.3級(jí)大耀斑，在耀斑發(fā)生后的數(shù)十分鐘內(nèi)，大量日冕物質(zhì)被向外高速拋出，形成日冕物質(zhì)拋射（CME），受其影響，8月11日至12日可能發(fā)生小到中等地磁暴。
北京時(shí)間2024年9月14日23時(shí)29分，太陽活動(dòng)區(qū)13825爆發(fā)了一次明顯的耀斑，其峰值強(qiáng)度為X4.5級(jí)，達(dá)到大耀斑等級(jí)。該耀斑發(fā)生的日冕物質(zhì)拋射（CME）會(huì)在9月16至17日影響地球，引發(fā)包括地磁暴、高層大氣密度升高、電離層暴等一系列空間環(huán)境變化，進(jìn)而對(duì)航天、通訊等多個(gè)領(lǐng)域造成不同程度的影響。
2024年10月2日9時(shí)至3日9時(shí)，太陽共爆發(fā)了5次M級(jí)耀斑，地磁活動(dòng)平靜到微擾，中國南方地區(qū)出現(xiàn)電離層閃爍。北京時(shí)間10月3日20時(shí)18分，太陽活動(dòng)區(qū)13842爆發(fā)耀斑活動(dòng)，峰值強(qiáng)度達(dá)到X9.0級(jí)，達(dá)到大耀斑等級(jí)，這是自2019年以來，第25太陽活動(dòng)周里太陽爆發(fā)的最強(qiáng)耀斑。國家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心預(yù)報(bào)，受9月30日和10月1日日冕物質(zhì)拋射影響，10月4日可能出現(xiàn)中等到大地磁暴，5日可能出現(xiàn)小地磁暴；受可能出現(xiàn)的M級(jí)以上耀斑爆發(fā)影響，10月4日至6日可能出現(xiàn)電離層騷擾。預(yù)計(jì)10月5日至7日太陽活動(dòng)水平中等到高，爆發(fā)M級(jí)以上耀斑的可能性大，可能出現(xiàn)電離層騷擾。2024年10月8日08時(shí)至10月10日08時(shí)，太陽先后發(fā)生五次明顯爆發(fā)活動(dòng)。其中以10月8日03時(shí)12分左右，太陽活動(dòng)區(qū)13842爆發(fā)的X2.1級(jí)耀斑，以及10月9日09時(shí)56分活動(dòng)區(qū)13848爆發(fā)的X1.8級(jí)耀斑最強(qiáng)，均達(dá)到了大耀斑等級(jí)。
北京時(shí)間2025年11月5日凌晨，太陽連續(xù)兩次爆發(fā)耀斑，峰值時(shí)間分別出現(xiàn)在01時(shí)34分和06時(shí)01分，兩次爆發(fā)強(qiáng)度分別達(dá)到X1.8和X1.1級(jí)。北京時(shí)間11月5日晚間19時(shí)19分以及11月6日的清晨06時(shí)07分，太陽再次連續(xù)爆發(fā)兩次耀斑，最大強(qiáng)度分別為M7.4和M8.6級(jí)，并伴隨較為明顯的日冕物質(zhì)拋射（CME）。受此影響，未來三天可能發(fā)生較強(qiáng)地磁活動(dòng)。中國北方大部都有機(jī)會(huì)看到極光，黑龍江省漠河、新疆、內(nèi)蒙古自治區(qū)等地甚至有機(jī)會(huì)出現(xiàn)紅綠燈魚復(fù)合極光。11月12日，據(jù)中國科學(xué)院空間環(huán)境研究預(yù)報(bào)中心消息，由太陽活動(dòng)區(qū)AR4274連續(xù)爆發(fā)的強(qiáng)耀斑及其伴隨的日冕物質(zhì)拋射（CME），引發(fā)紅色警報(bào)級(jí)別的太陽質(zhì)子事件和特大地磁暴。這波地磁暴給中國北方帶來極光。該活動(dòng)區(qū)在11月9、10、11日分別爆發(fā)了X1.7級(jí)、X1.2級(jí)、X5.1級(jí)耀斑，都伴隨有強(qiáng)烈的日冕物質(zhì)拋射。9日、10日的X1.7級(jí)和X1.2級(jí)耀斑伴隨的日冕物質(zhì)拋射幾乎同時(shí)達(dá)到地球附近，于12日聯(lián)合沖擊地球磁場(chǎng)，引發(fā)了特大地磁暴。
北京時(shí)間2026年1月19日2時(shí)09分許，太陽活動(dòng)區(qū)14341爆發(fā)X1.9級(jí)耀斑，這是太陽在2026年首次出現(xiàn)X級(jí)大耀斑。由于耀斑發(fā)生時(shí)中國處于夜間，因此沒有給相應(yīng)區(qū)域的電離層和短波無線電通訊帶來影響。受其影響，1月20至21日可能出現(xiàn)較強(qiáng)的地磁活動(dòng)。1月20日，有網(wǎng)友發(fā)視頻稱，當(dāng)天凌晨他在黑龍江省北極村拍攝到了進(jìn)入2026年以來最強(qiáng)極光，肉眼就能看到天空中的明顯極光。北京時(shí)間2月1日20時(shí)至2月2日9時(shí)，太陽活動(dòng)區(qū)14366連續(xù)3次爆發(fā)X級(jí)耀斑。其中，2月1日早8點(diǎn)左右爆發(fā)的耀斑達(dá)到X8.1級(jí)，是2026年太陽出現(xiàn)的最強(qiáng)耀斑過程，同時(shí)也是2024年10月以來最強(qiáng)耀斑過程。未來三天，太陽活動(dòng)水平中等至高，有可能爆發(fā)M級(jí)以上耀斑；地磁活動(dòng)以平靜到微擾為主；電離層天氣可能出現(xiàn)擾動(dòng)。
預(yù)報(bào)與警報(bào)
預(yù)報(bào)
太陽耀斑的短期預(yù)報(bào)技術(shù)主要基于空間和地面觀測(cè)所得的太陽圖像和數(shù)據(jù)。預(yù)報(bào)方法涵蓋經(jīng)驗(yàn)法、統(tǒng)計(jì)法和物理預(yù)報(bào)法。物理預(yù)報(bào)法尚在研究中，因?yàn)樘栆弑l(fā)的物理機(jī)制不甚明了，尚未形成成熟的預(yù)報(bào)物理模型。相對(duì)而言，經(jīng)驗(yàn)預(yù)報(bào)和統(tǒng)計(jì)預(yù)報(bào)根據(jù)已知的統(tǒng)計(jì)關(guān)系，使用日地物理相關(guān)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，提供預(yù)報(bào)的物理量如時(shí)間變化、發(fā)生概率、位置和強(qiáng)度，操作簡(jiǎn)便且實(shí)用。
隨著觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，累積的大量數(shù)據(jù)促使研究者開發(fā)新的預(yù)報(bào)模型，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在此發(fā)揮重要作用。太陽耀斑預(yù)報(bào)研究聚焦于預(yù)報(bào)因子、方法和模型三個(gè)方面，涵蓋了多種特征參數(shù)和預(yù)報(bào)技術(shù)，對(duì)于人類的空間活動(dòng)和理解太陽活動(dòng)都具有極高的價(jià)值和科學(xué)意義。
2021年10月12日，一項(xiàng)標(biāo)志性的交叉學(xué)科研究在中國取得重要進(jìn)展。廣州大學(xué)國家天文科學(xué)數(shù)據(jù)中心大灣區(qū)分中心的王鋒教授、中國科學(xué)院云南天文臺(tái)的鄧林華研究員，以及昆明理工大學(xué)的馮松教授聯(lián)合開展了這項(xiàng)研究。他們通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)，成功構(gòu)建了一個(gè)精細(xì)化的太陽耀斑預(yù)報(bào)模型。這一模型的開發(fā)提升了太陽耀斑預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
警報(bào)
耀斑是發(fā)生在太陽大氣局部區(qū)域的一種最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象，在短時(shí)間內(nèi)釋放大量能量，引起局部區(qū)域瞬時(shí)加熱，向外發(fā)射各種電磁輻射，并伴隨粒子輻射突然增強(qiáng)。耀斑的持續(xù)時(shí)間在幾分鐘到幾十分鐘內(nèi)，在這短暫的時(shí)間里卻能釋放出1020-1025焦耳的巨大能量，這大約相當(dāng)于上百億顆巨型氫彈同時(shí)爆炸釋放的能量。對(duì)于耀斑的警報(bào)級(jí)別劃定，通常以地球同步軌道衛(wèi)星觀測(cè)到的太陽X射線流量來表征。
參考資料：
參考資料 >
Solar Flares (Radio Blackouts).美國國家海洋和大氣管理局.2024-01-11
太陽強(qiáng)耀斑新年首日爆發(fā)，對(duì)生活有何影響?專家解答.澎湃新聞.2024-01-10
太陽黑子和耀斑分別是什么？.北京天文館.2024-01-10
耀斑級(jí)別.空間環(huán)境預(yù)報(bào)中心.2024-01-10
太陽Hα耀斑分級(jí).中國氣象局.2024-01-10
人類首次觀測(cè)到太陽耀斑.科學(xué)網(wǎng).2024-01-10
馬斯克哭暈！太陽風(fēng)暴何以“毀了”40顆星鏈衛(wèi)星？.百家號(hào).2024-02-21
歷史上知名的強(qiáng)烈太陽風(fēng)暴對(duì)地球的影響有多大？丨Calling太空.m.toutiao.com.2022-05-17
太陽風(fēng)暴，就在您身邊.今日頭條.2024-03-04
王榮生等-Nature Physics：磁重聯(lián)動(dòng)力學(xué)過程研究取得新進(jìn)展.固體地球科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)盟.2024-03-06
媒體報(bào)道----硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星.中國科學(xué)院.2024-03-06
超強(qiáng)太陽風(fēng)暴襲擊地球 預(yù)計(jì)2012年帶來災(zāi)難/圖 - 科技 - 新聞中心 - 舜網(wǎng).舜網(wǎng).2024-03-06
美國公布新年首批太陽圖像 耀斑爆發(fā)似放煙火.青島新聞網(wǎng).2024-03-06
新型太陽耀斑預(yù)報(bào)模型構(gòu)建成功.新華網(wǎng).2021-10-12
未來三天可能出現(xiàn)大地磁暴 我國北部有機(jī)會(huì)出現(xiàn)較為明顯的極光.百家號(hào).2024-10-10
521 Web Server Is Down.先進(jìn)天基太陽天文臺(tái).2024-01-03
太陽耀斑爆發(fā)輻射風(fēng)暴可能導(dǎo)致衛(wèi)星故障[組圖]_中國網(wǎng).www.china.com.cn.2022-05-17
歷史上知名的強(qiáng)烈太陽風(fēng)暴對(duì)地球的影響有多大?.新浪科技.2024-01-03
Hotshot.SOHO SOLAR AND HELIOSPHERIC OBSERVATORY.2024-02-27
太陽發(fā)威!爆發(fā)12年來最強(qiáng)耀斑，地球?qū)⒃馊啞肮簟?/a>.中國科學(xué)院.2024-01-03
17連次耀斑爆發(fā)，今天的太陽有點(diǎn)忙!.微信公眾平臺(tái).2024-01-03
相當(dāng)于幾十億顆巨型氫彈的太陽大耀斑爆發(fā)!這次我們還算幸運(yùn)…….微信公眾平臺(tái).2024-01-03
太陽大耀斑爆發(fā)！相當(dāng)于幾十億顆巨型氫彈同時(shí)爆炸.北京日?qǐng)?bào).2024-01-03
美航天局公布最新X1級(jí)太陽耀斑照片 或影響電網(wǎng).看看新聞.2024-01-03
太陽爆發(fā)近6年來最強(qiáng)耀斑：能量堪比百萬次火山噴發(fā).極目新聞.2024-01-03
新年首日太陽強(qiáng)耀斑爆發(fā)，對(duì)地球有何影響？.交匯點(diǎn).2024-01-03
環(huán)球網(wǎng).新浪微博.2024-05-08
強(qiáng)太陽耀斑爆發(fā)，6天接連4次！.百家號(hào).2024-05-09
最新！2-3天，地磁暴或?qū)⒌竭_(dá)地球.百家號(hào).2024-05-09
20年來最強(qiáng)地磁暴背后：比地球?qū)?6倍的太陽黑子群“發(fā)飆”，或持續(xù)至13日.百度.2024-05-12
太陽爆發(fā)十余年來最強(qiáng)耀斑 對(duì)地球不會(huì)有太大影響.騰訊網(wǎng).2024-05-15
太陽連續(xù)爆發(fā)3次耀斑！未來兩天或發(fā)生小至中等地磁暴.太陽連續(xù)爆發(fā)3次耀斑！未來兩天或發(fā)生小至中等地磁暴.2024-06-03
再次爆發(fā)！今明兩天或?qū)⒊霈F(xiàn).北青網(wǎng)-今日頭條.2024-08-11
大耀斑爆發(fā)，明后天可能影響地球!對(duì)通訊等或有干擾.百家號(hào).2024-09-15
太陽大耀斑爆發(fā)，明后天可能影響地球！對(duì)通訊等或有干擾.九派快訊-今日頭條.2024-09-16
2019年以來最強(qiáng)耀斑爆發(fā)：未來三天還有，可能影響電網(wǎng)、導(dǎo)航信號(hào).騰訊網(wǎng).2024-10-04
今晨太陽連續(xù)兩次爆發(fā)耀斑，近期可能出現(xiàn)極光.百家號(hào).2025-11-05
太陽爆發(fā)活動(dòng)持續(xù)，我國北方大部都有機(jī)會(huì)看到極光.騰訊網(wǎng).2025-11-06
特大地磁暴到訪地球 滿屏極光終于來了 !.騰訊網(wǎng).2025-11-13
太陽X級(jí)耀斑爆發(fā)，20至21日可能出現(xiàn)較強(qiáng)地磁活動(dòng).齊魯壹點(diǎn)-今日頭條.2026-01-19
2026年太陽首次爆發(fā)X級(jí)大耀斑，漠河北極村肉眼可見絢麗極光，游客:人生第一次見，十分震撼.騰訊網(wǎng).2026-01-20
返回央視新聞.新浪微博.2026-02-02