2023年处于第25太阳活动周上升期的第4年，逐步逼近峰年，太阳活动水平显著提升，太阳上黑子活动区层出不穷，太阳耀斑和日冕物质抛射爆发频繁，冕洞也占据半壁江山，强地磁暴事件次数也明显增多，由此上演的一幕幕精彩绝伦的“国产极光”给我们带来极具震撼的视觉盛宴！质子事件、高能电子暴次数也频频发生。过去的一年，日地空间环境究竟处于何种状态？下面，让我们一起回顾2023年的空间环境。

　　2023年，随着太阳活动水平的逐步上升，太阳上的黑子快速增多。2023全年太阳上出现的黑子活动区个数为361个，比2022年足足多了100个。根据统计显示，2023年太阳黑子数的年均值为118，约为2022年的1.5倍。而标识太阳辐射水平的10.7厘米射电流量（太阳F10.7）年均值为155.1sfu，相对于2022年上升了24%。

　　伴随着太阳黑子的增多，太阳耀斑等太阳爆发活动也相应增多。2023年，太阳共爆发了2786个C级耀斑，约为2022年的1.3倍；349个M级耀斑，约为2022年的1.9倍；13个X级耀斑，约为2022年的1.9倍。2023年最大的耀斑在年底最后一天产生，为X5.0级，是自2017年9月10日X8.2级耀斑发生以来观测到的最大耀斑。该耀斑也与2023年12月14日的X2.8级耀斑隶属同一个活动区。

　　2023年共有25天超过质子事件阈值（地球同步轨道大于10MeV高能质子通量达到10pfu），其中2天达到中等太阳质子事件水平，23天达到小太阳质子事件水平，是前两年的6倍多。最大一次的质子事件发生于7月18日01:15至20日05:40 UTC。7月17日23:17，活动区AR3363（S22W74）爆发了一个M5.7级耀斑并伴随日冕物质抛射，随后，地球同步轨道大于10MeV的高能质子通量快速上升，18日02:00超过中等质子事件阈值（100pfu），峰值通量为620pfu，达到中等质子事件水平。

　　图3：2023年太阳X射线流量（表征耀斑）和太阳质子流量（黄色箭头指出质子事件）

　　伴随着太阳爆发活动的增加，2023年地磁扰动的次数更加频繁。Ap指数年平均值为12，Ap指数大于15的天数为86天，均与2022年相当。但发生了Ap指数达到94的地磁暴，是2022年最强Ap指数的1.5倍。地磁暴时段（1个时段指3小时）为132个，是2022年的1.25倍。其中，有9天发生大地磁暴（Kp=7，8），20天发生中等地磁暴（Kp=6），52天发生小地磁暴（Kp=5）。

　　地磁暴是重要的空间环境扰动事件之一，地磁暴发生时，整个磁层发生全球性的剧烈扰动并持续十几个小时到几十个小时，此时短波通讯会受到干扰，同时也可能会导致卫星、空间站轨道高度下降，卫星导航设备的误差也会增大。地磁暴的两大源头是日冕物质抛射（CME）和冕洞高速流（CHH）。越临近峰年，太阳活动越发剧烈与频繁，日冕物质抛射事件也迅速增多。超过一半的地磁扰动事件都由日冕物质抛射引起的，由日冕物质抛射和冕洞高速流的共同作用引起了约14%的地磁扰动事件。而仅由冕洞高速流引起的地磁扰动比例逐步降低，约为32%，大大低于太阳活动低年的比例，同时引起的地磁扰动强度也逊于日冕物质抛射造成的影响。

　　高能电子暴是磁层中常见的危害最大的灾害性空间天气现象之一。高能电子暴发生时，0.2兆～10兆电子伏的高能电子穿透能力强，可能引起航天器深层充电放电现象，严重时甚至导致卫星报废，使地球同步轨道卫星面临恶劣的辐射环境。

　　高能电子暴明显受太阳活动的调制，来自太阳的日冕物质抛射和冕洞高速流都能够引发高能电子暴。日冕物质抛射是太阳爆发活动现象之一。冕洞高速流由日面上的冕洞发出，随太阳自转具有27天的周期性，并且冕洞的寿命通常比较长，因此，由冕洞高速流引发的高能电子暴更加频繁。从统计上来看，在太阳活动的下降段和上升段，尤其是下降段，高能电子暴发生频次比较高，在太阳活动高年反而比较低，造成这种现象的主要原因是冕洞高速流在太阳活动下降段比较显著。

　　2023年，处于第25太阳活动周上升期的第4年，全年有40天发生小高能电子暴，比2022年少了一半多，且没有发生中等及强高能电子暴。从观测结果来看，完全符合高能电子暴的发生规律，即在太阳活动上升年其发生频次逐渐减少。

　　要说2023年的特别活动区，那可真不少呢！而且有那么几个完全暴露出其“显眼包”的特性！

　　活动区AR3311在刚转入日面时，便给我们带来了一连串的“惊喜”！见面第一天，就连暴7个M级耀斑，着实有点“能耐”，此后一连几天一直比较活跃，一周内就爆发了25个M级耀斑和55个C级耀斑，由此引起地球一系列短波通讯中断。不过可能是前期能量消耗太多，在即将转出日面时，该活动区磁类型由一开始复杂的Beta-Gamma-Delta型逐步演化为Beta-Gamma型，耀斑产率也直线下降。下图展示了该活动区在日面上的演化过程。

　　本年度活动区要论“个头”还得是活动区AR3354。该活动区于6月26日浮现，面积仅为20个太阳面积单位，磁类型为较简单的Beta型，随后不断演化，磁类型逐步变为最复杂的Beta-Gamma-Delta型；面积也不断增长，最大达到1150个太阳面积单位（ 一个太阳面积单位是太阳半球面积的百万分之一），成长为2023年可视日面上面积最大的活动区。不过，AR3354自从在可视日面浮现以来，产生了1个X1.0级耀斑、2个M级耀斑和33个C级耀斑。从耀斑产率来讲，还远远匹配不上它这么“大块头”的身份。

　　图8：活动区AR 3354（图a来源“ASO-S（夸父一号）”，图b-d来源SDO卫星）

　　当太阳剧烈爆发时，增强的电磁辐射、高能带电粒子流和高速等离子体云将对地球形成三轮攻击，打破地球空间环境相对稳定宁静的局面。而2023年7月17日就爆发了一个M5.7级耀斑，此后，地球就上演了太阳多轮攻击带来的影响···

　　2023年7月17日的尾声，此时，活动区AR3363已经转到日面西边缘，即将离开我们的视线，然而就在那时，爆发了一个持续近1小时的M5.7级耀斑并伴随日冕物质抛射。

　　图9：7月17日M5.7级耀斑源区图（左图来源“ASO-S（夸父一号）”，右图来源SDO卫星）

　　随后，第二波攻击使得地球同步轨道大于10MeV的高能质子通量快速上升，18日01:15超过质子事件阈值（10pfu），发生小太阳质子事件，02:00超过中等质子事件阈值（100pfu），达到橙色警报级别，最大通量为620pfu，是近6年最强质子事件；

　　最后，受该耀斑伴随日冕物质抛射的影响，第三波攻击于21日到达地球，所幸，引起地磁的扰动不强，只有3小时的活跃和几个小时的微扰。

　　受到2月24日和25日爆发的全晕CME以及冕洞高速流到达地球的共同影响，2月26-27日太阳风速度最高上升至850km/s左右，行星际磁场南向分量最低达到-19nT，地磁在27日06:00-18:00发生大地磁暴事件，有12个小时达到橙色警报级别，其余时间有12小时达到中等磁暴水平，6小时达到小地磁暴水平。其中 2月27 日Ap 指数达 94，为2023年度最高Ap值，比2022年最高值高出1.5倍。

　　12月初，“北京极光”一则词条登上热搜榜，起因则是与11月27日和28日爆发的日冕物质抛射有关。11月30日，27日爆发的CME引起的行星际激波首先到达地球附近，28日的CME随后也于12月1日抵达。受它们到达地球的影响，太阳风速度从415km/s上升至530km/s以上，行星际磁场强度跃升至28nT，南向磁场分量低至-26nT，太阳风观测呈现清晰的磁云结构。在高速太阳风和持续行星际南向磁场分量的共同作用下，出现了3小时大地磁暴、3小时中等磁暴和12小时小磁暴的强地磁扰动。

　　2023年是第25太阳活动周的第4个年头，太阳活动整体较上一年提升了几个数量级。太阳上黑子活动区日新月异，变化万千，耀斑爆发及日冕物质抛射事件层出不穷，对地球空间环境造成的影响不容忽视。多种太阳活动轮番冲击地球，时常导致空间环境的强烈扰动，引起电离层突然骚扰、太阳质子事件、地磁暴、电离层暴、高能电子暴等一系列空间环境灾害性事件，使得人们不得不提高警惕。

　　2024年，将进入第25太阳活动周峰年。同时，也是中国农历甲辰年。不知道大家是否还记得上一轮太阳活动周的“中国龙”事件？2012年新春，太阳送来“亲切的问候”。如今，又轮值一旬，历经新一轮的太阳活动周峰年，太阳将展现它雄姿英发的一面，日面上将会出现更多的黑子活动区，会爆发出更多、更强的太阳耀斑和日冕物质抛射等事件。太阳风暴也一定将频频出现在大家眼前。新的一年，地磁扰动也会更剧烈，炫美的极光事件也会更加容易遇见！2024年，大家也可以来一场说走就走的“极光之旅”！新的一年，让我们与太阳携手，在顶峰相见！

　　关注太阳活动，心系空间环境，国际空间环境服务组织中国区域预警中心继续关注新一年的空间环境态势，及时提供各类信息服务。