地磁磁暴观测

磁暴（Geomagnetic Storm）是地球磁场因太阳活动而发生的剧烈扰动现象，主要由以下太阳活动触发：

• 日冕物质抛射（CME）：太阳爆发释放大量带电粒子流，冲击地球磁层，导致磁场剧烈变化。
• 太阳耀斑：强烈的电磁辐射增强电离层扰动，间接影响地磁环境。
• 高速太阳风：源自日冕洞的高速粒子流与地球磁场相互作用，引发持续数天的地磁活动。

磁暴的发展通常经历三个阶段：

• 初相（磁场短暂增强）
• 主相（Dst指数骤降，环电流增强）
• 恢复相（磁场缓慢恢复）。

磁暴的危害与影响

1. 对航天与卫星系统的威胁

· 轨道衰减：磁暴加热高层大气，使其膨胀，增加卫星飞行阻力，导致轨道下降甚至坠毁（如2022年SpaceX星链卫星事件）。

· 电子设备损坏：高能粒子可能击穿卫星电路，导致数据丢失或功能故障。

· 导航系统干扰：GPS信号受电离层扰动影响，定位精度下降。

2. 对电力系统的破坏

· 地磁感应电流（GIC）：磁暴在长距离输电线路中感应出强电流，可能导致变压器过热或烧毁（如1989年加拿大魁北克大停电）。

· 电网稳定性下降：极端情况下，可能引发区域性停电。

3. 对通信与无线电的影响

· 短波通信中断：电离层扰动影响无线电波传播，干扰航空、航海通信。

· 卫星电视与手机信号波动：高频信号受磁暴影响，可能出现信号丢失或延迟。

4. 对生物与人类活动的潜在影响

· 动物导航紊乱：信鸽、鲸类等依赖地磁导航的生物可能迷失方向。

· 人类健康争议：部分研究表明，磁暴可能影响敏感人群的生物钟，导致失眠、焦虑，但尚无直接证据表明严重健康风险。

JOM系列Overhauser磁力仪探测磁暴优势

相较于传统质子旋进磁力仪和光泵磁力仪，Overhauser磁力仪（如JOM系列）在磁暴监测中具有显著优势：

JOM系列观测磁暴实例

  在北京时间10月10日23：00-11日8：00，地磁发生强烈扰动，地磁Kp指数达到最高等级（Kp=9）此次强磁地磁事件是由7-9日爆发的多个日冕物质抛射到达地球共同引起的，此次事件持续时间约为一天左右

                                                                                图1. 10月10日-11日发生强地磁爆

在此期间我们在内蒙古自治区通辽市大林镇（122.842015，43.698245）用JOM系列Overhauser磁力仪进行磁暴观测实验

                                                                                          图2.实验地点卫星图片

实验结果：

    磁场总场在10/10 23：15：20出现将近66nT的磁场上升波动，与空间环境预报中心给出的发生地磁爆的时间接近，磁暴的后续磁场值持续波动从55440nT下降到最低55200nT，下降幅度为240nT，下降途中伴随多次波动，没有产生磁暴之前的磁场值稳定。符合预测所示的磁暴持续一天左右的特点。

附件：

地磁磁暴观测原始数据/download/9.html