研究簡史
巨型磁暴在太陽內部爆發的圖像(綠圈內）20世紀初,挪威的K.伯克蘭從第一次國際極年(1882～1883)的極區觀測資料，分析出引起極光帶磁場擾動的電流主要是在地球上空，而不在地球內部。為解釋這個外空電流的起源，以及它和極光、太陽耀斑的關係，伯克蘭和F.C.M.史篤默相繼提出了太陽微粒流假說。到30年代,磁暴研究成果集中體現在查普曼·費拉羅磁暴理論中，他們提出地磁場被太陽粒子流壓縮的假說，被後來觀測所證實。
50年代之後，實地空間探測不但驗證了磁暴起源於太陽粒子流的假說，並且發現了磁層，認識了磁暴期間磁層各部分的變化。對磁層環電流粒子的存在及其行為的探測，把磁暴概念擴展成了磁層暴。
磁暴和磁層暴是同一現象的不同名稱，強調了不同側面。儘管磁暴的活動中心是在磁層中，但通常按傳統概念對磁暴形態的描述仍以地面地磁場的變化為代表。這是因為，人們了解得最透徹的仍是地面地磁場的表現。
形態
太陽磁暴衝擊地球引發絢爛極光磁暴開始急，發展快，恢復慢，一般都持續兩三天才逐漸恢復平靜。磁暴發生之後，磁照圖呈現明顯的起伏，這也是識別磁暴的標誌。同一磁暴在不同經緯度的磁照圖上表現得很不一樣。為了看出磁暴進程，通常都需要用分布在全球不同經度的若干箇中、低緯度台站的磁照圖進行平均。經過平均之後的磁暴的進程稱為磁暴時（以急始起算的時刻）變化，記為Dst。
磁暴磁暴時變化大體可分為3個階段。緊接磁暴急始之後，數小時之內，水平分量較其平靜值大，但增大的幅度不大，一般為數十納特，磁照圖相對穩定。這段期間稱為磁暴初相。然後，水平分量很快下降到極小值，下降時間約半天，其間，磁照圖起伏劇烈，這是磁暴表現最活躍的時期，稱為磁暴主相。通常所謂磁暴幅度或磁暴強度，即指這個極小值與平靜值之差的絕對值，也稱Dst幅度。水平分量下降到極小值之後開始回升，兩三天后恢復平靜，這段期間稱為磁暴恢復相。磁暴的總的效果是使地面地磁場減小。這一效應一直持續到恢復相之後的兩三天，稱為磁暴後效。通常，一次磁暴的幅度隨緯度增加而減小，表明主相的源距赤道較近。
同一磁暴,各台站的磁照圖的水平分量H與平均形態Dst的差值,隨台站所在地方時不同而表現出系統的分布規律。這種變化成分稱為地方時變化，記為DS。DS反映出磁暴現象的全球非軸對稱的空間特性，而不是磁暴的過程描述。它表明磁暴的源在全球範圍是非軸對稱分布的。
磁照圖反映所有各類擾動的疊加，又是判斷和研究磁暴的依據，因此實際工作中往往把所有這些局部擾動都作為一種成分，包括到磁暴中。但在建立磁暴概念時，應注意概念的獨立性和排他性。磁暴應該指把局部干擾排除之後的全球性擾動。
成因
模擬出來的電離層電子濃度在美洲地區隨高度與緯度的分布。上圖為磁暴發生之前的電離層電子濃度分布情形, 下圖則顯示了磁暴效應所造成的電離層劇烈擾動磁暴期間，磁層中最具特徵的現象是磁層環電流粒子增多。磁層內,磁赤道面上下4個地球半徑之內，距離地心2～10個地球半徑的區域內,分布有能量為幾十至幾十萬電子伏的質子。這些質子稱為環電流粒子，在地磁場中西向漂移運動形成西向環電流,或稱磁層環電流,強度約106安。磁層環電流在磁層平靜時也是存在的。而磁暴主相時，從磁尾電漿片有大量低能質子注入環電流區，使環電流幅度大增。增強了的環電流在地面的磁效應就是H分量的下降。每注入一次質子，就造成H下降一次，稱為一次亞暴，磁暴主相是一連串亞暴連續發生的結果。磁暴主相的幅度與環電流粒子的總能量成正比。磁暴幅度為100納特時,環電流粒子能量可達4×1015焦耳。這大約就是一次典型的磁暴中，磁層從太陽風所獲得並耗散的總能量。而半徑為 3個地球半徑的球面之外的地球基本磁場的總能量也只有3×1016焦耳。可見，磁暴期間磁層擾動之劇烈。
磁層亞暴時注入的粒子向西漂移,並繞地球運動,在主相期間來不及漂移成閉合的電流環，因此這時的環電流總是非軸對稱的，在黃昏一側強些。
除主相環電流外，在主相期間發生的亞暴還對應有伯克蘭電流體系。伯克蘭電流體系顯然是非軸對稱的。它在中低緯度也會產生磁效應,只不過由於距離較遠,效應較之極光帶弱得多。它和主相環電流的非軸對稱部分的地磁效應合在一起就是DS場。
由於磁層波對粒子的散射作用，以及粒子的電荷交換反應,環電流粒子會不斷消失。當亞暴活動停息後,不再有粒子供給環電流，環電流強度開始減弱，進入磁暴恢復相。
所有這些空間電流，在地面產生磁場的同時，還會在導電的地殼和地幔中產生感應電流，但是感應電流引起的地磁場變化，其大小只有空間電流引起的地磁場變化的一半。
研究意義
科學家在研究太陽磁暴 磁暴引起電離層暴，從而干擾短波無線電通訊；磁暴有可能幹擾電工、磁工設備的運行；磁暴還有可能幹擾各種磁測量工作。因此某些工業和實用部門也希望得到磁暴的預報和觀測資料。
磁暴研究除了上述服務性目的之外，還有它本身的學科意義。磁暴和其他空間現象的關係，特別是磁暴與太陽風狀態的關係，磁暴與磁層亞暴的關係，以及磁暴的誘發條件，供應磁暴的能量如何從太陽風進入磁層等等問題，至今仍是磁層物理最活躍的課題。磁暴作為一種環境因素，與生態的關係問題也開始引起人們的注意和興趣。
影響
對城市的影響
磁暴發生時的太陽可遺憾的是，任何一座大城市的這么一個普普通通問題，還有就是無線電通訊、日常辦公和生活所使用的電器所產生的電磁輻射，卻又無法避免。其中電磁輻射最強的當數微波爐、無氟冰櫃、抽油煙機、電烤箱和電視機。
電磁場對居民身體的不良影響是當今社會的一個相當現實的問題，不僅專家和科學家在積極探討，全世界的輿論也在予以關注。尤其是現在，實際上所有大城市市內和城外相當大的一部分地域都被移動通訊系統的電磁輻射所覆蓋，這個問題變得更加尖銳。
對細胞的影響
為了弄清這種情況會對我們的身體健康有多大的危險，很有必要提到細胞的交際語言之一——電磁波。正是在電磁波的幫助下，細胞才有可能互相傳遞信息，其中包括一些得絕對服從的重要指令。
接到這種指令之後，細胞馬上重新調整自己的工作，但是它並不總是能分辨所接到的指令是否合理，只能像個士兵一切統統照辦。可是，如果它接到的指令是相互排斥、相互矛盾的呢……
如果我們工作的地方長期在同時使用好幾件能產生磁場的電器，我們的細胞就會是這個反應，因為這種環境會產生大強度的磁暴。
人處在磁暴中到底會有些什麼反應對我們不少人已經不是秘密：血壓突變，頭疼，心血管功能紊亂，等等。
不過這都還只是表面現象，因為更嚴重的，乃至不可逆轉的過程發生在細胞內部。
用老鼠做的試驗表明，在電磁場的影響下，動物的舉動變得具有攻擊性。老鼠會無緣無故地發火，拚命地在籠子裡跑來跑去，久久都恢復不了正常。
據世界衛生組織專家們得出的結論，一個表面看上去健康的孩子暴死的綜合徵、愛滋病、慢性疲勞和精神萎靡全都是電磁場對人體影響的結果。尤其是孩子對電磁場的不良影響最為敏感。
電磁場同長壽的關係
俄專家稱：30年來最強太陽磁暴可能威脅人類健康他認為，電磁場對我們身體細胞的任何生命過程都在施加影響。這就意味著也影響到對諸如細胞的遺傳器官、蛋白合成、能量傳遞與利用、細胞膜以及其他一些跟衰老起到關鍵作用的系統。
再說，由於人類活動而形成的電磁場輻射對細胞的生命過程及其“自我感覺”進行粗暴干涉，尤其是近些年來這種干涉越來越大。比如說，近50年來電磁場的強度比過去已是幾十倍，甚至是幾百倍地增長，這對人體細胞不能不說是最大的災難。
其結果是細胞的機能遭到破壞，肌肉組織和器官中的細胞數量驟減，它們之間變得不再“了解”，這就會導致整個機體不再能統一正常發揮職能。而重要的是，任何磁場都具有對人的生命系統組織起到破壞作用的頻率和振幅渠道，從而加速人的衰老。即使是人能逃避電磁場的影響，但也於事無補。因為人體細胞能“牢記”電磁場的影響，而後者的生物效應又“習慣於”積累，所以它們往往會引起神經系統的退化，還會引發白血病、荷爾蒙紊亂，可能還會引發腫瘤。
世界衛生組織1996-2000年的“電磁場與人的健康”國際科學規劃指出，諸如癌症、行為發生變化、失憶、帕金森和老年性痴呆、愛滋病以及包括自殺率上升等其他諸多現象都是電磁場影響的結果。
阿佳克申還認為，人體內就數神經系統、免疫系統、內分泌系統和生殖系統的細胞對磁場的作用最敏感。在電磁場的作用下，神經系統內細胞間的信息傳遞系統失靈，大腦的整個工作癱瘓，最後導致行為變異、失憶和對周圍發生的事件無法進行正確的判斷。電磁場一分鐘或一小時的作用所引起的過程可以在神經系統延續好幾個星期和幾個月。經研究發現，凡長期接觸電磁場的人，即使是強度不大，都愛變得神經緊張。
生命在於運動
電磁場最容易對神經系統、免疫系統、內分泌系統和生殖系統產生影響。
免疫系統的改變會產生過敏反應，降低身體的抗感染力。除此之外，近些年還發現電磁場容易致癌。
內分泌系統受到電磁場的影響，會降低人體對外界環境的適應能力。
由此看來，電磁場無疑是促使細胞衰老的一個重要因素。
既然電磁場的影響無法避免，那能不能哪怕稍稍減少呢？
首先是儘量少在產生電磁場的電器旁工作，或者把這些電器擺在稍遠一些的地方。其次是加強運動，努力激活體內的細胞，保持其旺盛的生命力。也就是說，最大限度地提高它們對病毒、細菌和輻射的抵抗力。
參考
http://www.cn-mil.com/8/5/2007053072672.html
http://tech.sina.com.cn/d/2005-01-26/1838515916.shtml
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