地磁暴
地磁暴是一种全球性的地球磁场剧烈扰动现象，研究中通常用中低纬台站测量的地磁场水平分量每小时平均偏离值来表征其大小，即所谓的 Dst 指数。由于地磁场本身较为微弱，所以变化幅度常在数十到数百纳特斯拉。但看似微小的变化，实际上能对人类生活造成许多或轻微或严重的影响。
太阳一类的恒星总是持续地从上层大气发射出高速等离子体带电粒子流，它们大多是由裸质子与高能电子组成，有的还包含部分阿尔法粒子。太阳发出的这种连续的粒子流被人们形象地称作太阳风，它承载着太阳的磁场。磁暴发生之前，一些速度更高的太阳风从日冕抛射出来，携带着日冕的磁场冲击地球磁层。当日冕磁场和地磁场相互作用时，太阳风会将巨大的能量倾泻到磁尾的空间中，使磁尾等离子体片中大量的带电粒子进入赤道上空的环电流中，引起环电流强度变化。初中知识告诉我们变化的环形电流产生偶极磁场，这种临时磁场同原本的地磁场矢量叠加，引发地磁的剧烈扰动。
因此，我们可以看到磁暴具有的特征是“全球性”“同时性”“部分重现性”。简而言之，磁暴发生时，在地球上任何一个地方都能同时监测到其现象。另外，一些中等磁暴在统计学上具有27天的重现性。而一些非重现性的大磁暴就很难预测。
从地磁暴的发生发展过程角度，它们普遍具有“三相”的特征——初相、主相和恢复相。磁暴初相通常表现为磁场略微增强，原因是太阳风压升高压迫地球磁顶层使该层电流增强，产生的磁场在地面与地磁场同向；主相来临后磁场强度大幅降低，主要由于前文所述的环电流增强；在恢复期，新增的环电流粒子逐渐损耗，地磁场缓慢回复到之前正常的状态。
磁暴对地球空间环境以及人类生活都会产生影响。比如：引起高层大气密度增加，进而引发电离层暴；带电粒子沿磁力线沉降，形成极光；磁层扰动时，其中电子被加速到很高能量而引发高能电子暴。除了这一系列可能的连锁反应，磁暴还能导致人造卫星的姿态发生变化，使其脱离正常工作状态，影响地面通讯或气象、军事探测；其电子元件可能发生充电现象，严重时可被烧毁。另外，磁暴时磁层顶部有可能被压到同步轨道以下，导致同步卫星直面太阳风的冲击。全球高层大气增温、大气阻力增强更是能加快航天器速度衰减，脱离预计轨道。
同人们生活最贴近的影响则是易在土壤电阻率高的地区引发电网崩溃事故，损坏大型变压器，致使大面积停电。对于迁徙性动物的“生物罗盘”，磁暴也能让其失灵，使生物暂时无法辨认方向。至于对人体可能存在的潜藏影响，诸如生理、心理等因素，仍有待进一步研究。
从认识并正确应对磁暴的角度来看，阻止其发生显然不够现实，因而我们可以从科研的方向——作为地球空间环境的“荧幕”提供科学定量信息、从防治危害的方向——进一步提高人造卫星的空间适应及调整能力、合理设计安全稳定的变压器这些方面去学习和钻研。
2017