2025年11月12日地球近地空間：强地磁暴、絢麗極光與「澳科一號」

【環球新聞報訊】「澳科一號」衛星的核心科學使命是持續監測地球磁場的時空變化。2025年11月12日，澳門科技大學澳門空間技術與應用研究院「澳科一號」衛星團隊迎來了一次重要的觀測機遇：强烈的地磁暴導致了全球地磁場的劇烈擾動，地球高緯地區的開放磁力線引導著帶電粒子流在高層大氣層中産生了絢麗極光，「澳科一號」衛星精準捕獲了此次地磁場的劇烈擾動。

地球磁場，作為守護人類生存的無形盾牌，主要源於地表3000公里以下液態外核中的「地球發電機」。這一全球性磁場不僅為我們阻擋了大量來自太陽的高能粒子，也塑造了極光等壯觀的空間現象。近期，太陽活動加劇，伴隨耀斑與日冕物質拋射，大量帶電粒子（主要為電子與質子）以每秒500~800公里的高速撲向地球。在地球低緯度地區，磁力線呈閉合結構，能有效阻擋這些粒子侵入；而在高緯度地區，磁場呈開放形態，太陽風粒子得以沿磁力線做螺旋運動，與高層大氣中的氧原子和氮分子發生碰撞，激發其能級躍遷，退激時釋放出特定波長的光子，形成絢麗的極光——例如，氧原子通常發出綠色或紅色光，氮分子則多發藍色或紫色光。地球磁場的强度與結構基本决定了極光形態與分佈，多數極光出現在磁緯60°~90°之間的區域。自2023年5月21日發射升空以來，「澳科一號」科學衛星持續對近地空間的地球磁場進行高精度、全天候監測。在2025年11月12日，該衛星記錄到强烈的地磁暴，其磁場擾動幅度較前一日激增數十倍：11日擾動約為10納特（nT），而12日則高達約400 nT（參見圖1、圖2），屬於强磁暴級別（G4級）。如此劇烈的地磁場變化，對在軌運行衛星、地面電力設施、通信導航系統等可能産生廣泛而嚴重的干擾。

▲圖1 「澳科一號」衛星捕獲2025年11月11~13日地磁暴事件。左圖：由「澳科一號」衛星直接測量到的地磁場擾動；中圖：地磁暴期間的Dst指數變化，該指數是量化地磁暴强度的核心參數（數值越負，磁暴越强）；右圖：地磁暴期間的Kp指數變化，該指數用於評定全球地磁活動水平，其等級劃分如下：Kp ≤ 4：安靜至中等活動 (G1級以下)；Kp = 5~6：弱至中等磁暴 (G1~G2級)；Kp = 7~8：强磁暴 (G3~G4級)；Kp = 9：特强磁暴 (G5級)

▲圖2 「澳科一號」衛星觀測地磁暴前後全球磁場擾動對比。（左）地磁暴發生前（2025年11月11日）的擾動形態；（右）地磁暴期間（2025年11月12日）擾動場顯著增强。

太陽活動以約11年的周期循環往復，當前正處於第25個太陽周（2019~2030年），在2024~2025年達到活動高峰。隨後的第26個太陽周將從2030年持續至2041年，其高峰期預計出現在2036年左右。因此，在2025年與2036年高峰期，地磁暴和極光現象的發生概率將顯著提升。而在2026~2034年之間，太陽將進入一段相對平靜的時期，地磁暴與極光的强度及頻率也將隨之明顯减弱。這一階段的太陽活動平靜期，為測量地球液核發電機産生的磁場提供了有利條件。「澳科一號」衛星將充分利用這段太陽活動平靜期，對地球發電機磁場進行持續而穩定的監測，進而為深入探究地球液核發電機的物理性質與動力學機制提供關鍵科學數據。