06）0 引言地磁暴是一種威脅電網(wǎng)安全的“低概率、高風(fēng)險(xiǎn)”自然災(zāi)害。地磁暴時(shí)，地表感生出電場(chǎng)，在其作用下，輸電線路、大地、接地的變壓器中性點(diǎn)構(gòu)成的回路中會(huì)產(chǎn)生地磁感應(yīng)電流（Geomagnetically Induced Current, GIC）。由于特高壓交流輸電線路單位長(zhǎng)度電阻小，使特高壓交流電網(wǎng)更容易受到地磁暴的侵害。地磁暴時(shí)電網(wǎng)感生的GIC 大小與電網(wǎng)規(guī)模呈正相關(guān)，隨著我國(guó)特高壓電網(wǎng)的進(jìn)一步建設(shè)及聯(lián)網(wǎng)，其受地磁暴影響也將越來越嚴(yán)重。按照“三華”特高

是太陽(yáng)活動(dòng)引起的磁暴期會(huì)產(chǎn)生變化幅度較大的地磁感應(yīng)電流，可能對(duì)各種人工長(zhǎng)距離導(dǎo)電體造成顯著影響。國(guó)外（特別是高緯度國(guó)家，如加拿大、芬蘭等）對(duì)地磁感應(yīng)電流干擾管道的現(xiàn)象開展了長(zhǎng)期的觀測(cè)、理論研究與預(yù)測(cè)。根據(jù)所建立的管道地磁感應(yīng)電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的記錄，當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)發(fā)生強(qiáng)烈擾動(dòng)（磁暴）時(shí)，感應(yīng)電場(chǎng)強(qiáng)度可以達(dá)到每公里幾伏至幾十伏，因而對(duì)地下管道產(chǎn)生的雜散電流干擾腐蝕就成為一個(gè)不可忽視的因素[1]。我國(guó)于2013年2月由中國(guó)工程院?jiǎn)?dòng)了復(fù)雜電磁脈沖環(huán)境威脅的戰(zhàn)略研究科技咨詢

球上出現(xiàn)了特大地磁暴導(dǎo)致極光增強(qiáng)現(xiàn)象。這是從2019年12月太陽(yáng)進(jìn)入第25個(gè)太陽(yáng)周以來爆發(fā)的最強(qiáng)的一次地磁暴?！敝袊?guó)氣象局空間天氣首席科學(xué)家、國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心研究員樂貴明接受記者采訪時(shí)說。但你知道嗎？突如其來的“美麗極光”其實(shí)也暗含著危險(xiǎn)。地磁暴為何引發(fā)極光？地磁暴的著名副產(chǎn)品——極光大家對(duì)地磁暴這個(gè)概念可能比較陌生，但是地磁暴有一個(gè)非常著名的副產(chǎn)品——極光。不光是在兩極地區(qū)，生活在美國(guó)、英國(guó)等部分地區(qū)的人們，近期都觀測(cè)到罕見的極光。極光其實(shí)就是地

受到不小震動(dòng)。地磁暴是如何影響航天器的？下面就來了解一下吧！地磁擾動(dòng)使得航天器偏離軌道距地面幾百千米的太空雖然空氣稀薄，但對(duì)于高速運(yùn)行的航天器而言，這種阻力不可小視。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)暴、地磁發(fā)生強(qiáng)烈擾動(dòng)時(shí)，大氣密度會(huì)陡增，阻力突然加大，從而導(dǎo)致它偏離預(yù)計(jì)軌道，甚至提前掉入低層大氣而隕落。為什么地磁一擾動(dòng)，大氣密度就會(huì)增加呢？主要是受太陽(yáng)風(fēng)的影響。太陽(yáng)風(fēng)攜帶的能量傳遞給地球大氣，使極區(qū)大氣加熱、膨脹、上升，低層較密的大氣被帶到較高高度上，并在大氣環(huán)流的作用下，傳遞到

以來最強(qiáng)的一次地磁暴。其實(shí)3月底，央視新聞也發(fā)布過一段北極圈絢麗極光的視頻，引爆朋友圈。3月23日至24日，地球也出現(xiàn)了特大地磁暴導(dǎo)致極光增強(qiáng)的現(xiàn)象。這是從2019年12月太陽(yáng)進(jìn)入第25個(gè)太陽(yáng)周以來，爆發(fā)最強(qiáng)的一次地磁暴。中國(guó)氣象局空間天氣首席科學(xué)家、國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心研究員樂貴明介紹說，突如其來的“美麗極光”其實(shí)暗含著危險(xiǎn)。對(duì)地磁暴，大家可能比較陌生，但地磁暴有一個(gè)非常著名的副產(chǎn)品——極光?！皹O光其實(shí)就是地磁暴可視化的表現(xiàn)，是由太陽(yáng)風(fēng)與磁層相互作用

，近來的觀測(cè)證實(shí)磁暴和太陽(yáng)高能粒子事件期間，內(nèi)輻射帶外邊界的高能質(zhì)子通量變化顯著(Engel et al.，2015，2016；Lorentzen et al.，2002).最近，我們發(fā)現(xiàn)L=2附近高能質(zhì)子通量的急劇下降對(duì)應(yīng)著地磁SYM-H指數(shù)的下降，即使是小磁暴(-50 nT很多衛(wèi)星穿越內(nèi)輻射帶，都觀測(cè)到MeV量級(jí)高能質(zhì)子的損失.Explorer 26衛(wèi)星觀測(cè)到1965年4月17日磁暴期間40～110 MeV的質(zhì)子通量減少(McIlwain 1966).

星鏈衛(wèi)星，由于受磁暴的嚴(yán)重影響，其中40顆衛(wèi)星未能按照計(jì)劃進(jìn)入預(yù)定軌道，已經(jīng)或?qū)⒁繅嬋氪髿鈱尤紵龍?bào)廢。事故發(fā)生的原因是什么圖1 3日至4日地磁活動(dòng)水平（Kp指數(shù)）變化圖2月3日至4日，受太陽(yáng)風(fēng)暴——日冕物質(zhì)拋射的影響，太空發(fā)生2次小磁暴（地磁指數(shù)Kp=5，如圖1所示），引起軌道大氣密度迅速增大，使得剛發(fā)射至210千米左右測(cè)試軌道的這批星鏈衛(wèi)星的飛行阻力隨之增大，導(dǎo)致其軌道高度明顯下降。盡管地面測(cè)控立即將這批星鏈衛(wèi)星調(diào)至安全模式，衛(wèi)星收縮成薄片狀，以側(cè)邊

空間天氣事件(如磁暴等)影響。在地磁暴期間，電離層狀態(tài)發(fā)生大幅度擾動(dòng)，稱為電離層暴，電離層暴會(huì)對(duì)航空航天、導(dǎo)航、通訊等多個(gè)領(lǐng)域造成影響[1-2]。研究表明，磁暴期間電離層響應(yīng)受磁暴強(qiáng)度、磁暴起始時(shí)間、電離層背景值、地方時(shí)、緯度、季節(jié)等因素共同控制，這使得電離層暴的機(jī)制十分復(fù)雜[3-8]。通常認(rèn)為，在地磁暴期間，高緯粒子沉降產(chǎn)生的焦耳加熱作用使中性氣體膨脹，高緯電離層發(fā)生負(fù)暴[3-8]；同時(shí)受赤道向風(fēng)場(chǎng)的作用，熱層中性氣體變化引起的電離層負(fù)暴會(huì)向中低緯度地區(qū)

，太陽(yáng)風(fēng)是引起地磁暴的最主要驅(qū)動(dòng)源，例如當(dāng)行星際磁場(chǎng)南向時(shí)，行星際磁場(chǎng)可與地球磁場(chǎng)發(fā)生磁場(chǎng)重聯(lián)，較易引發(fā)磁暴。因而，理解太陽(yáng)風(fēng)變化對(duì)地磁場(chǎng)的影響機(jī)制，是預(yù)報(bào)地磁暴的關(guān)鍵之一。有關(guān)太陽(yáng)風(fēng)與地磁擾動(dòng)之間的相關(guān)性研究，新方法不斷出現(xiàn)，這些方法主要基于太陽(yáng)風(fēng)和地磁參數(shù)的解析關(guān)系、相關(guān)系數(shù)或預(yù)報(bào)模型，線性回歸、統(tǒng)計(jì)相關(guān)等方法，已被證實(shí)是認(rèn)識(shí)磁暴時(shí)地磁變化的有效方法，例如Liu 等[1]研究了太陽(yáng)活動(dòng)上升年的地磁Kp指數(shù)與行星際磁場(chǎng)南向分量Bz、太陽(yáng)風(fēng)速度vsw、太陽(yáng)

團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)水星存在磁暴與環(huán)電流，破解了近半個(gè)世紀(jì)的謎題。該研究團(tuán)隊(duì)綜合分析了美國(guó)宇航局“信使號(hào)”水星探測(cè)器為期五年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示，水星的環(huán)電流在向陽(yáng)面呈分叉狀，這一形態(tài)與試驗(yàn)粒子模擬結(jié)果高度吻合，與地球的赤道環(huán)電流在形態(tài)上有很大差異。這主要是在強(qiáng)太陽(yáng)風(fēng)壓縮水星磁層的條件下，質(zhì)子經(jīng)歷Shabansky軌道導(dǎo)致的。這些觀測(cè)結(jié)果為水星磁層中存在環(huán)電流提供了確鑿證據(jù)。研究顯示，水星磁層中存在類似地球磁層中的環(huán)電流，并引發(fā)水星磁暴。該研究結(jié)果對(duì)理解太陽(yáng)系行星演化

自一場(chǎng)無比強(qiáng)大的磁暴。1859年9月1日，英國(guó)天文學(xué)家卡林頓在觀測(cè)太陽(yáng)黑子時(shí)，發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)北側(cè)的一個(gè)大黑子群內(nèi)突然出現(xiàn)了兩道極其明亮的白光，在一大群黑子附近正在形成一對(duì)明亮的月牙形的東西。他從來沒有看到過像這樣的東西。他感到興奮而緊張。事實(shí)上，卡林頓看到的正是人類近代歷史上最強(qiáng)的一次磁暴事件。就在卡林頓觀測(cè)到太陽(yáng)異象后，英國(guó)格林尼治天文臺(tái)和基烏天文臺(tái)都測(cè)量到了地磁場(chǎng)強(qiáng)度的劇烈變動(dòng)。然后，在17個(gè)半小時(shí)以后，地磁儀的指針因超強(qiáng)的地磁強(qiáng)度而跳出了刻度范圍。差不多同

司 遠(yuǎn) 劉連光地磁暴對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響王澤忠1司 遠(yuǎn)1劉連光2（1. 高電壓與電磁兼容北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華北電力大學(xué)） 北京 102206 2. 新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華北電力大學(xué)） 北京 102206）鑒于近年來地磁暴侵害中低緯度地區(qū)電網(wǎng)事件的增加及強(qiáng)地磁暴引起的魁北克大停電事故，分析地磁暴對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響十分必要。受各種因素的約束，電力系統(tǒng)往往運(yùn)行在極限穩(wěn)定狀態(tài)，地磁暴感應(yīng)電流（GIC）會(huì)引起變壓器無功損耗（以下簡(jiǎn)稱為GIC-Q）增

C分析了平靜期與磁暴期間電離層TEC表現(xiàn)出的日變化、季節(jié)性變化、半年變化、年變化等周期性特點(diǎn)。但是由于GPS衛(wèi)星與地面測(cè)站形成的電離層穿刺點(diǎn)同時(shí)在時(shí)間和空間上產(chǎn)生變化，因此不能通過觀測(cè)數(shù)據(jù)直接給出固定穿刺點(diǎn)處電離層TEC隨時(shí)間的變化規(guī)律，只能通過建?；蛘邤?shù)學(xué)插值的方法給出穿刺點(diǎn)處的電離層TEC值，該方法必然會(huì)引入一定數(shù)學(xué)誤差[8]。隨著中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)的迅速發(fā)展，北斗星座中地球同步軌道衛(wèi)星(geostationary earth orbit,

升天，隨即遭遇地磁暴，有超過40顆墜毀，打擊沉重。據(jù)悉，這批星鏈衛(wèi)星在約210公里處遭遇了Kp=5級(jí)別的地磁暴，這屬于最低級(jí)別的地磁暴，正常情況下該級(jí)別對(duì)普通在軌衛(wèi)星影響不大。星鏈團(tuán)隊(duì)將剩下的衛(wèi)星轉(zhuǎn)為安全模式運(yùn)行，通過側(cè)飛的方式來有效地減少阻力，躲避地磁暴。地磁暴是太陽(yáng)風(fēng)震波或磁云與地球磁場(chǎng)交互作用所引起，磁暴的頻率隨著太陽(yáng)黑子周期變動(dòng)，太陽(yáng)風(fēng)到達(dá)地球，帶來地球磁場(chǎng)的擾動(dòng)，如果擾動(dòng)劇烈，就產(chǎn)生地磁暴。近十年是太陽(yáng)活動(dòng)高年，地磁暴發(fā)生次數(shù)頻繁，通常使用地磁K

570203）磁暴是空間天氣擾動(dòng)的一種主要形式之一，對(duì)衛(wèi)星、地面通訊、電力系統(tǒng)[1]、油氣管道[2]等均有嚴(yán)重的影響。磁暴在形態(tài)上分為初相、主相、恢復(fù)相三個(gè)階段。受行星際激波影響，磁場(chǎng)水平分量H 在數(shù)分鐘內(nèi)出現(xiàn)高于暴前水平的起伏變化，稱作初相，初相后磁場(chǎng)迅速下降并劇烈抖動(dòng)，這個(gè)過程稱為主相，初相和主相的突然變化對(duì)現(xiàn)代通訊、管道等系統(tǒng)有很大的沖擊，隨后磁場(chǎng)緩慢恢復(fù)，這個(gè)過程稱為恢復(fù)相。除對(duì)磁暴機(jī)理作出研究外[1-2]。從磁場(chǎng)及磁暴對(duì)實(shí)際生產(chǎn)生活（如電網(wǎng)、通

耦合的重要機(jī)制.磁暴期間環(huán)電流離子有相當(dāng)大的比重來自于電離層(Gloeckler and Hamilton，1987)，特別是O+. André和Yau (1997)發(fā)現(xiàn)在電離層中存在著多種離子整體外流和獲能過程，這使得電離層成為磁層等離子體的主要來源之一，太陽(yáng)風(fēng)的粒子沉降是磁層等離子體的另一個(gè)主要來源(Peterson et al., 2009).Shelley等(1972)首次發(fā)現(xiàn)電離層上行的O+被傳輸至磁層，在磁暴期間O+的能通量超過H+的能通量.此

研究院）0 引言磁暴是一種劇烈的全球性地磁擾動(dòng)現(xiàn)象，是重要的磁擾變化類型之一，自格雷厄姆在1722 年首次觀測(cè)到磁暴變化至今，一直是地球物理學(xué)界的熱議課題，也是地磁和空間物理學(xué)中富有挑戰(zhàn)性的課題之一。這是因?yàn)椋?span id="syggg00" class="hl">磁暴是日地能量耦合鏈中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)全球地磁場(chǎng)形態(tài)有重大影響。對(duì)磁暴的研究有2 大類：①磁暴引起的空間參量變化，包括磁暴與行星際磁場(chǎng)的關(guān)系（章公亮，1990；樂貴明等，2009）、磁暴引起的場(chǎng)向電流變化特征（王源等，2010）、磁暴引起的空間粒子運(yùn)動(dòng)

61070 引言磁暴是強(qiáng)環(huán)電流引起的全球性的磁場(chǎng)活動(dòng)，可引起全球性的電離層和高層大氣擾動(dòng)，每次磁暴可持續(xù)十幾小時(shí)到兩天(Gonzalez et al., 1994).磁暴期間，磁層極區(qū)注入到電離層/熱層系統(tǒng)的能量、動(dòng)量和物質(zhì)，在很短的時(shí)段內(nèi)(幾小時(shí)到一天)可急劇增加，極區(qū)電離層電場(chǎng)強(qiáng)度和極光高能粒子沉降顯著增強(qiáng)，增強(qiáng)的極區(qū)電離層電場(chǎng)和電流導(dǎo)致的極區(qū)電離層/熱層系統(tǒng)的焦耳加熱增強(qiáng)，增強(qiáng)的高能粒子沉降會(huì)增強(qiáng)E區(qū)電離層電離、增大電導(dǎo)率(特別在夜間的E區(qū))，顯著放

1-2]；二是地磁暴的GMD（地磁擾動(dòng)）在電網(wǎng)產(chǎn)生的0.000 1～0.01 Hz 的準(zhǔn)直流[3-4]，簡(jiǎn)稱GIC（地磁感應(yīng)電流）。在造成的影響與危害上，1989 年3 月13 日地磁暴的GIC 誘發(fā)了加拿大魁北克大停電[3]，以及美國(guó)、南非等電網(wǎng)的大量變壓器直接損毀。隨著大電網(wǎng)導(dǎo)線的直流電阻越來越小，在浙江、江蘇和廣東500 kV 電網(wǎng)也發(fā)現(xiàn)了大量的GIC 侵害電網(wǎng)的事件[5-7]。其中，在廣東500 kV 電網(wǎng)實(shí)測(cè)的GIC 最大值為75.5 A[8]。

場(chǎng)? 地電暴? 磁暴? 雷電干擾中圖分類號(hào)：P315? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）03（c）-0104-03Analysis on Characteristics of Geoelectric Storms at Geoelectric Field Stations in Anhui ProvinceYIN Tianjie1? SUN Liangliang1? LI Zhang

件的普遍特征.地磁暴發(fā)生期間，外輻射帶內(nèi)高能電子通量通常會(huì)發(fā)生變化.典型的變化是：相對(duì)論電子通量會(huì)隨著地磁活動(dòng)的增強(qiáng)，在磁暴主相期間下降，隨后在磁暴恢復(fù)相階段增長(zhǎng)，在伴隨著高強(qiáng)度持續(xù)性亞暴活動(dòng)的磁暴恢復(fù)相期間相對(duì)論電子通量甚至可能遠(yuǎn)超暴前水平(李柳元等，2006).Onsager等(2002)通過分析一次中等磁暴期間電子通量的變化發(fā)現(xiàn)，在磁暴結(jié)束后，只有能量較低的高能電子(E2 MeV)并沒有恢復(fù)到暴前水平.在外輻射帶相對(duì)論電子通量對(duì)磁暴的響應(yīng)這一研究領(lǐng)域

cle)仿真模擬磁暴時(shí)期等離子體層頂，得到了比較好的擬合效果.之后，Goldstein等(2019)根據(jù)PTP模擬的數(shù)據(jù)和VS電場(chǎng)，構(gòu)建了一個(gè)新的基于磁暴歷元時(shí)間的等離子體層頂解析模型.這個(gè)新模型雖然相較之前的模型第一次明確包含了羽狀區(qū)，但總體上簡(jiǎn)單的將羽狀區(qū)的形態(tài)演化過程分為兩個(gè)時(shí)間段，缺乏磁暴情況下應(yīng)有的動(dòng)態(tài)變化.本文利用RBSP-A衛(wèi)星輸出數(shù)據(jù)對(duì)該模型進(jìn)行了誤差檢驗(yàn)，并以LANL衛(wèi)星測(cè)得的中等磁暴時(shí)期羽狀區(qū)等離子體層頂位置數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行了模型的優(yōu)化改

臺(tái)近年來的典型地磁暴事件的預(yù)處理分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析，從時(shí)域及頻域中得到磁暴的重要信息并利用這些重要信息檢測(cè)地震磁效應(yīng)，對(duì)于日常的地震監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)工作，獲取地震前的地磁異常信號(hào)的識(shí)別具有重要意義。關(guān)鍵詞：小波變換 ?地磁日變化 ?震磁效應(yīng) ?地磁磁暴中圖分類號(hào)：P315 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2020）10（b）-0079-04Abstract

道不達(dá)標(biāo)管段與地磁暴之間的關(guān)系，結(jié)果表明：地磁暴對(duì)東黃復(fù)線輸油管道保護(hù)電位的影響較小，此外，東黃復(fù)線欠保護(hù)與動(dòng)態(tài)直流雜散電流干擾、地磁暴無明顯的因果關(guān)系，還需從防腐層、陰極保護(hù)電流流失方面做進(jìn)一步檢測(cè)。關(guān)鍵詞：陰極保護(hù);雜散電流;地磁感應(yīng)電流（GIC）;管地電位;地磁擾動(dòng)（GMD）腐蝕是引起埋地管道破壞和失效的主要原因之一，金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，雜散電流腐蝕是金屬電化學(xué)腐蝕中危害最為嚴(yán)重的一種。雜散電流又稱迷流，是指在規(guī)定的電路之外流動(dòng)的電流，

，對(duì)于直流輸電和磁暴的運(yùn)行過程中也會(huì)產(chǎn)生電位差或者變壓器直流偏磁等狀況出現(xiàn)，導(dǎo)致出現(xiàn)變壓器電流畸變、諧波提升、鐵芯高度飽和等問題出現(xiàn)，本文將針對(duì)直流輸電以及磁暴引起的變壓器直流偏磁問題進(jìn)行分析研究，以期望能夠進(jìn)一步提升電力輸送效率。關(guān)鍵詞：直流輸電;磁暴;變壓器直流;偏磁研究一、由于直流偏磁產(chǎn)生的對(duì)于變壓器的危害當(dāng)變壓器繞組中出現(xiàn)有直流分量的情況流過時(shí)，這些直流磁一般會(huì)造成遍野器的鐵芯出現(xiàn)嚴(yán)重的飽和情況，其中，勵(lì)磁也會(huì)出現(xiàn)電流的嚴(yán)重畸形，產(chǎn)生大量的諧波，導(dǎo)

自一場(chǎng)無比強(qiáng)大的磁暴。1859年9月1日，卡林頓在觀測(cè)太陽(yáng)黑子時(shí)，發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)北側(cè)的一個(gè)大黑子群內(nèi)突然出現(xiàn)了兩道極其明亮的白光，在一大群黑子附近正在形成一對(duì)明亮的月牙形的東西。他從來沒有看到過像這樣的東西。他感到興奮而緊張。事實(shí)上，卡林頓看到的正是人類近代歷史上最強(qiáng)的一次磁暴事件。就在卡林頓觀測(cè)到太陽(yáng)異象后，英國(guó)格林尼治天文臺(tái)和基烏天文臺(tái)都測(cè)量到了地磁場(chǎng)強(qiáng)度的劇烈變動(dòng)。然后，在17個(gè)半小時(shí)以后，地磁儀的指針因超強(qiáng)的地磁強(qiáng)度而跳出了刻度范圍。差不多同時(shí)，各地電報(bào)

0年間的156次磁暴事件的統(tǒng)計(jì)分析了歐洲扇區(qū)赤道到極光帶不同緯度的電離層暴特征．除此之外,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)特定磁暴期間不同緯度地區(qū)的電離層的變化情況進(jìn)行了細(xì)致的分析[19-23],例如:Oluwaseyi等[19]重點(diǎn)研究了赤道地區(qū)電離層在磁暴期間的變化情況,劉海濤等[20]通過構(gòu)建北美地區(qū)的二維分布圖像,研究了一次強(qiáng)磁暴期間的電離層擾動(dòng)的變化情形及其原因．雖然在電離層TEC領(lǐng)域已經(jīng)開展了大量的研究工作,也取得了不錯(cuò)的研究成果,但隨著科技的進(jìn)步,研究的發(fā)展,必

響[2-3]。地磁暴是全球性地球磁場(chǎng)劇烈擾動(dòng)的現(xiàn)象,發(fā)生強(qiáng)地磁暴時(shí),會(huì)導(dǎo)致地球低軌道大氣密度的急劇增大,對(duì)衛(wèi)星的拖曳效應(yīng)迅速上升,引起衛(wèi)星軌道的快速衰減;地磁暴及其后數(shù)天,可能引發(fā)高能電子暴,高軌衛(wèi)星的深層充電效應(yīng)概率增大;可能發(fā)生電離層暴,引起全球?qū)Ш蕉ㄎ痪认陆?。全球?qū)Ш叫l(wèi)星的發(fā)展和廣泛應(yīng)用為探測(cè)、研究電離層帶來了革命性的變化,利用GNSS信號(hào)經(jīng)過電離層時(shí)發(fā)生折射效應(yīng)從而導(dǎo)出電離層總電子含量TEC[4],并利用GNSS全球跟蹤站長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)探測(cè)電離層T

勇最近，一條有關(guān)磁暴的新聞進(jìn)入公眾視野。俄羅斯緊急情況部預(yù)測(cè)2018年地球至少將遭遇20至35次磁暴，提醒人們做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。不過，大多數(shù)人并不知道什么是磁暴，更別提應(yīng)對(duì)了。要知道，地球的磁場(chǎng)是地球空間的“保護(hù)罩”，保護(hù)著地球上的各種生命。這個(gè)“保護(hù)罩”有一定彈性，當(dāng)來自太陽(yáng)的高速粒子流吹到地球空間時(shí)，它會(huì)發(fā)生形狀變化，引起地球附近磁場(chǎng)的擾動(dòng)，這就是我們通常說的磁暴。磁暴有哪些破壞力？它如何影響我們的生活？要搞清楚這兩個(gè)問題，我們先得談一談衛(wèi)星。今天的社會(huì)，

烈的磁擾現(xiàn)象稱為磁暴，一般在全球同時(shí)發(fā)生。通常小磁暴較多，而大磁暴較少，有相當(dāng)數(shù)量的磁暴具有27天重復(fù)出現(xiàn)的特征。依據(jù)中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—航空磁測(cè)技術(shù)規(guī)范( DZ /T 0142-2010)(簡(jiǎn)稱“規(guī)范”)[5]，磁暴期間不得進(jìn)行航空磁測(cè)。當(dāng)進(jìn)行高精度航磁測(cè)量時(shí)，磁日變記錄連續(xù)出現(xiàn)梯度變化大于1 nT/min時(shí)，應(yīng)密切注意其變化；當(dāng)連續(xù)出現(xiàn)梯度大于5 nT/3min的非線性變化時(shí)，應(yīng)停止飛行或事后補(bǔ)飛。磁暴的發(fā)生對(duì)于任何一項(xiàng)磁法測(cè)量勢(shì)必會(huì)有影響

楊文凱 朱國(guó)陽(yáng)地磁暴的危害王棲溪 楊文凱 朱國(guó)陽(yáng)在信鴿界，發(fā)生過多次大批信鴿失蹤事件，比如在2007年11月舉辦的一次幼鴿競(jìng)賽中，鴿友們從福建放飛的一千兩百多羽年僅一歲的精品幼鴿，順利完賽的寥寥無幾，幾乎全軍覆沒；2015年4月的北京全市550公里聯(lián)翔比賽，賽前北京鴿友共匯集賽鴿達(dá)兩萬七千多羽，截至當(dāng)日晚8點(diǎn)，各區(qū)縣共計(jì)歸巢數(shù)只有632羽，其他盡數(shù)失蹤。眾所周知，信鴿是動(dòng)物界出名的認(rèn)路高手，這么大規(guī)模的丟鴿事件，必然是發(fā)生了能干擾信鴿導(dǎo)航的事情，“元兇”就

發(fā)現(xiàn)了地球磁場(chǎng)及磁暴現(xiàn)象的變化，地球磁場(chǎng)變化以及磁暴現(xiàn)象也一直都是當(dāng)代科學(xué)學(xué)術(shù)界研究的課題之一，本文通過對(duì)地球磁場(chǎng)的變化以及磁暴現(xiàn)象出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，了解原因并對(duì)其進(jìn)行探討。關(guān)鍵詞：地球磁場(chǎng)；磁場(chǎng)變化；磁暴現(xiàn)象中圖分類號(hào)：P318 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）32-0023-02引言地球本身就是一個(gè)磁體，在其表面以及四周的空間都有磁場(chǎng)的存在。地磁的運(yùn)動(dòng)及其變化都會(huì)對(duì)通訊聯(lián)絡(luò)、氣候變化產(chǎn)生重要的影響，對(duì)于地球生命來說是很重要的存

23太陽(yáng)活動(dòng)周強(qiáng)磁暴行星際源的統(tǒng)計(jì)分析陳春 趙振維 孫樹計(jì) 班盼盼 王保健(中國(guó)電波傳播研究所,青島 266107)統(tǒng)計(jì)了第23太陽(yáng)活動(dòng)周(1996-2006)發(fā)生的90次強(qiáng)地磁暴(Dst≤-100 nT)的行星際源. 在第23太陽(yáng)活動(dòng)周內(nèi),當(dāng)行星際磁場(chǎng)(Interplanetary Magnetic Field,IMF)Bz分量南向翻轉(zhuǎn)并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí),通常會(huì)引起強(qiáng)磁暴的發(fā)生,進(jìn)而引起電離層暴. 文中分析了強(qiáng)磁暴的年分布狀況以及引起強(qiáng)磁暴的不同行星際結(jié)構(gòu)

觀測(cè)結(jié)果研究了大磁暴期間內(nèi)輻射帶質(zhì)子通量的變化過程.我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)輻射帶質(zhì)子出現(xiàn)兩種不同的暴時(shí)損失事件.在大磁暴發(fā)生時(shí)，內(nèi)輻射帶外邊界質(zhì)子通量會(huì)迅速減小，然后緩慢恢復(fù)；而在內(nèi)輻射帶中心區(qū)的質(zhì)子通量(即南大西洋異常區(qū)(SAA)質(zhì)子通量最大值)的暴時(shí)變化表現(xiàn)為質(zhì)子通量的一個(gè)迅速的減小和迅速恢復(fù).內(nèi)輻射帶外邊界的損失事件主要發(fā)生在較低能量質(zhì)子能檔，而內(nèi)輻射帶中心處的損失事件發(fā)生在所有質(zhì)子能檔.兩種損失事件中質(zhì)子通量的不同變化意味著內(nèi)輻射帶質(zhì)子可能有不同的損失和產(chǎn)生機(jī)

02249)?地磁暴侵害油氣管道的管地電位效應(yīng)劉連光1張鵬飛1王開讓1畢武喜2葛艾天3(1.新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(華北電力大學(xué))北京102206 2.中油管道科技研究中心廊坊065000 3.中石油北京天然氣管道有限公司北京102249)摘要由于輸油氣管道埋在地下，鋼質(zhì)管道內(nèi)外壁有絕緣涂層，不與大地直接接觸，油氣管道遭受地磁暴侵害的響應(yīng)機(jī)制與電網(wǎng)不同，研究油氣管道的干擾機(jī)制、物理過程以及干擾效應(yīng)，對(duì)分析地磁暴對(duì)油氣管道的影響及危害具有重要意義。針對(duì)

內(nèi)首臺(tái)油氣管道地磁暴干擾監(jiān)測(cè)裝置投用近日，由管道公司科技研究中心防腐所牽頭研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)油氣管道地磁暴(GIC)干擾在線監(jiān)測(cè)裝置在日東管道3個(gè)站場(chǎng)順利完成安裝、調(diào)試，并成功傳輸首批檢測(cè)數(shù)據(jù)。根據(jù)電磁感應(yīng)原理，地磁暴會(huì)在埋地金屬管道中感應(yīng)出極低頻的地磁感應(yīng)電流，可能對(duì)油氣管道運(yùn)行安全造成威脅，增加管體腐蝕穿孔和發(fā)生氫脆危險(xiǎn)、導(dǎo)致油氣管道陰極保護(hù)系統(tǒng)及附屬儀器儀表?yè)p毀、引發(fā)管網(wǎng)事故等。管道公司科技研究中心聯(lián)合中國(guó)石油大學(xué)(北京)、國(guó)家空間天氣監(jiān)測(cè)預(yù)警中心開展技

的內(nèi)部變化，產(chǎn)生磁暴或者亞暴；也影響著磁層內(nèi)部各電流體系及各區(qū)域空間的分布狀況，如環(huán)電流、輻射帶等（苑順周，2011）.地磁活動(dòng)是受太陽(yáng)風(fēng)影響很大的空間天氣中的一種重要現(xiàn)象.地磁環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，特別是巨大磁暴期間，電離層、高層大氣和高能粒子環(huán)境都會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的響應(yīng)，空間環(huán)境變得非常惡劣，會(huì)對(duì)各種航天器以及宇航員安全構(gòu)成極大威脅.日冕物質(zhì)拋射（CME）和共轉(zhuǎn)相互作用區(qū)（CIR）是影響地磁活動(dòng)的主要因素（Heber et al.，1999；Cane and Ri

太陽(yáng)活動(dòng)可能引起磁暴，使地球空間環(huán)境發(fā)生強(qiáng)烈擾動(dòng).伴隨著磁暴的發(fā)生，在全球范圍內(nèi)電離層各層都相繼出現(xiàn)劇烈的變化，表現(xiàn)為電子密度、F2層臨界頻率和總電子含量等電離層參量對(duì)平靜日均值的顯著偏離，即電離層暴.電離層暴的研究已經(jīng)超過了50年，人們對(duì)電離層暴的理解越來越深入，其間出現(xiàn)了不少優(yōu)秀的綜述性文章（比如，Matsushita，1959；Obayashi，1964；Duncan，1969；Matuura，1972；Fuller－Rowell et al.，19

爆發(fā)現(xiàn)象引發(fā)強(qiáng)烈磁暴，恐會(huì)干擾地球電力和通訊。媒體形容這是當(dāng)前太陽(yáng)周期最強(qiáng)大的太陽(yáng)風(fēng)暴。這次磁暴等級(jí)在美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局（NOAA）5級(jí)中列為G4，僅次最強(qiáng)的G5。NOAA旗下太空氣象預(yù)報(bào)中心（Space Weather Prediction Center）主管博格（Thomas Berger）說：“我們今日正經(jīng)歷一場(chǎng)強(qiáng)烈磁暴?！惫賳T表示，阿拉斯加州、明尼蘇達(dá)州、威斯康辛州、華盛頓州、北達(dá)科他和南達(dá)科他州居民都通報(bào)看到極光，預(yù)計(jì)歐洲天黑前也可目擊磁暴引發(fā)

100094?磁暴期間熱層大氣密度變化張曉芳1,2,3， 劉立波1， 劉松濤2， 吳耀平21 中國(guó)科學(xué)院地球與行星物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所， 北京 100029 2 61741部隊(duì)， 北京 100094 3 航天飛行動(dòng)力學(xué)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100094基于CHAMP衛(wèi)星資料，分析了2002—2008年267個(gè)磁暴期間400 km高度大氣密度變化對(duì)季節(jié)、地方時(shí)與區(qū)域的依賴以及時(shí)延的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，得到暴時(shí)大氣密度變化的一些新特點(diǎn)，主

線小波分析在大地磁暴預(yù)報(bào)中的應(yīng)用朱小露1，2，薛炳森2*，程國(guó)生1，蒼中亞1,21 南京信息工程大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院, 南京 210044 2 國(guó)家衛(wèi)星氣象中心, 北京 100081利用Morlet小波變換方法對(duì)北京宇宙線臺(tái)站的地面宇宙線強(qiáng)度在地磁暴前后的變化特征進(jìn)行分析，得到： 1) 在平靜期，北京宇宙線數(shù)據(jù)存在準(zhǔn)24 h周期性的特征，且通過分析周期為12 h的Morlet小波“模”，發(fā)現(xiàn)值穩(wěn)定，且小于0.6； 2) 以90天為時(shí)間窗口，對(duì)2004年7月地

暴發(fā)生時(shí)間相對(duì)地磁暴的時(shí)延大部分在-6～6 h之間，但CIR引發(fā)的電離層暴時(shí)延范圍更廣，在-12～24 h之間，而CME引發(fā)的電離層暴時(shí)延主要在-6～6 h之間.中低緯的電離層暴多發(fā)生在主相階段，其中CIR引發(fā)的雙相暴也會(huì)發(fā)生在初相階段.電離層負(fù)暴多發(fā)生在AE最大值為800～1200 nT之間.CIR引起的電離層擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，一般在1～6天左右，而CME引起的電離層擾動(dòng)持續(xù)時(shí)間一般在1～4天左右.電離層暴； CIR； CME； 磁暴； 持續(xù)時(shí)間1 引言

現(xiàn)溫和至強(qiáng)烈的地磁暴現(xiàn)象。這意味著什么？磁暴會(huì)影響電網(wǎng)嗎？會(huì)不會(huì)產(chǎn)生輻射？你的諸多問題將一一得到解答。問：地磁暴是什么原因引起的？答：太陽(yáng)正處于11年活動(dòng)周期的高峰期，這就意味著太陽(yáng)表面活躍著相當(dāng)數(shù)量的可見黑子。太陽(yáng)黑子看起來像太陽(yáng)的雀斑，實(shí)際上是太陽(yáng)表面強(qiáng)烈的磁場(chǎng)活動(dòng)的區(qū)域。這些黑子群能成為耀斑爆發(fā)和日冕物質(zhì)拋射的來源，其中日冕物質(zhì)拋射即太陽(yáng)日冕中的帶電粒子瞬時(shí)向外噴射的現(xiàn)象。太陽(yáng)活動(dòng)中最劇烈的類型被稱為X 級(jí)耀斑，該級(jí)別的耀斑威力非常強(qiáng)大，如果直接到達(dá)

重要方式。本文從磁暴干擾的內(nèi)容介紹開始，通過對(duì)磁暴對(duì)系統(tǒng)的影響進(jìn)行分析，然后在此基礎(chǔ)上提出了高壓靜止無功補(bǔ)償方式的方法，最后給出總結(jié)。關(guān)鍵詞：磁暴；電力系統(tǒng)；無功補(bǔ)償；方式研究磁暴屬于小概率，高風(fēng)險(xiǎn)事件，爆發(fā)的頻次不好預(yù)測(cè)，針對(duì)可能的電網(wǎng)磁暴事故而裝設(shè)的設(shè)備很可能在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)不會(huì)啟動(dòng)，或者利用率不高，達(dá)不到設(shè)備運(yùn)行的額定水平。為保證在發(fā)生磁暴時(shí)系統(tǒng)有充分的無功備用，且所裝設(shè)設(shè)備在日常運(yùn)行時(shí)又能夠發(fā)揮其最大的作用，避免發(fā)生電壓不穩(wěn)等現(xiàn)象，預(yù)先采取無功優(yōu)化

變化關(guān)系，及發(fā)生磁暴時(shí)大氣密度的變化特征，并利用Dst指數(shù)對(duì)密度變化整體態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)報(bào)和評(píng)估，為大氣密度模型的改進(jìn)奠定基礎(chǔ)。2 大氣密度與太陽(yáng)輻射和地磁指數(shù)變化分析CHAMP衛(wèi)星是德國(guó)地球科學(xué)研究中心組織研制的一顆科學(xué)小衛(wèi)星，于2000年7月15日發(fā)射，初始高度為454km、運(yùn)行于傾角為87.3°近圓極軌道上，繞地周期約為90min。本文所采用的數(shù)據(jù)為美國(guó)科羅拉多大學(xué)CHAMP研究小組發(fā)布的2001年－2008年400km標(biāo)準(zhǔn)高度上的大氣密度，此段時(shí)間包括了

02206 北京磁暴是由太陽(yáng)風(fēng)擾動(dòng)與地球磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生的，指太陽(yáng)活動(dòng)引起全球性地磁場(chǎng)劇烈擾動(dòng)，又稱地磁暴，是災(zāi)害性空間天氣的地面效應(yīng)?？臻g天氣 (Space Weather，俗稱太陽(yáng)風(fēng)暴)是上世紀(jì)90年代提出的新概念，指包括太陽(yáng)耀斑、日冕、太陽(yáng)風(fēng)、磁層、電離層和地球表面的空間狀態(tài)和物理?xiàng)l件。源自太陽(yáng)活動(dòng)的災(zāi)害性空間天氣 (空間電磁環(huán)境)，曾直接或間接地導(dǎo)致大量衛(wèi)星、通信、電網(wǎng)、鐵路系統(tǒng)的重大事故，磁暴電磁環(huán)境及其影響的研究已成為國(guó)家行為和國(guó)際行為。磁暴

日下點(diǎn)距離R0與磁暴Dst指數(shù)的相關(guān)性程國(guó)勝，苑順周，趙蕾(南京信息工程大學(xué)數(shù)理學(xué)院，江蘇南京210044)利用2004—2006年ACE、WIND衛(wèi)星觀測(cè)的太陽(yáng)風(fēng)數(shù)據(jù)和相應(yīng)時(shí)期反映磁暴大小的Dst指數(shù)，針對(duì)200個(gè)不同級(jí)別的磁暴事件，分析了磁層頂日下點(diǎn)距離R0與磁暴Dst指數(shù)的線性相關(guān)性。分析顯示，在極端太陽(yáng)風(fēng)條件下，Dst指數(shù)時(shí)間序列比借助于Chao Model計(jì)算出的磁層頂日下點(diǎn)距離R0的時(shí)間序列延遲了約3 h。經(jīng)修正時(shí)間延遲后，對(duì)磁層頂日下點(diǎn)距離R

科學(xué)家們稱之為“磁暴”。磁暴在前一世紀(jì)對(duì)人類沒有什么影響。但是到本世紀(jì)初，人們發(fā)現(xiàn)磁暴能影響無線電通訊；現(xiàn)在又發(fā)現(xiàn)，磁暴還影響電子設(shè)備。同時(shí)人們感到，這方面的技術(shù)越進(jìn)步，受到磁暴的影響也越大。在磁暴時(shí)間內(nèi)，無線電、電視以及雷達(dá)，都無法維持正常的功能。到了五十年代，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)太陽(yáng)表面的氫爆炸時(shí)，有熾熱的氫被拋出很遠(yuǎn)，乃至有一些會(huì)克服太陽(yáng)的引力，而射入空間。(青山摘自香港《華僑日?qǐng)?bào)》)