关于太阳风暴,我们甚至不知道情况可能有多糟

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


空间天气并非全是坏事。毕竟,从太阳喷射出的带电粒子会在地球及其周围引起地磁扰动,但也产生了地球两极附近——有时甚至在更低纬度地区——美丽的极光

但是,当太阳真正活跃起来,以称为日冕物质抛射的爆发形式喷出大量带电粒子时,空间天气可能会变得更具威胁性——而且未来的风暴可能比我们经历过的还要糟糕。太阳风暴会损坏电网、烧毁通信卫星并扰乱飞机电子设备。一些经常被引用的历史例子:1989年的太阳风暴给魁北克造成数十亿美元的损失,并引发了影响数百万人的停电。1859年更大的一次风暴震撼了美国和国外的电报系统;在电线中产生的感应电流非常强,以至于点燃了电报局的火灾。根据英国最近的一项评估,如果类似事件发生在当今这个更加互联互通的世界中,一些国家大小的地区可能会停电数月;损失可能高达数万亿美元

但是,如果1859年的超级风暴甚至还不是最糟糕的情况呢?问题不仅在于我们的技术世界容易受到风暴空间天气的影响(事实确实如此),而且还在于我们并不真正知道应该预期什么样的风暴,这是英国卢瑟福·阿普尔顿实验室的迈克·哈普古德在4月19日出版的《自然》杂志上发表的评论中指出的(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)


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哈普古德指出:“从长远来看,我们仍然对应该为最大空间天气事件做好什么准备知之甚少。” 他补充说,现在许多电网的建造使其变压器可以承受1989年魁北克风暴规模的事件。但是,这种准备水平迟早会不足:“去年的日本地震和海啸表明,仅为类似于近几十年所见的事件做准备是危险的。” 我们已经知道,更大的风暴发生在相对较短的时间尺度内——1859年的风暴和1921年的事件都比1989年的爆发强大得多

哈普古德当然不是第一个对太阳超级风暴的威胁发出警报的人。但是,他关于我们如何开始应对这个问题的建议出人意料地切实可行,尽管有点枯燥。是的,公用事业运营商必须用更强大的变压器和阻挡风暴感应电流的设备来加强电网,并且空间天气预报员必须找到更好地预测即将到来的日冕物质抛射的时间和严重程度的方法。但是,如果我们真的想了解最坏的情况是什么样的,我们可以从小处着手,将大量关于过去事件的数据数字化。哈普古德指出:“大多数历史数据集仅以图表或表格的形式存在于纸上,有时是手写的。” “这些包括追溯到80年前的电离层数据和追溯到170年前的磁数据。” 将这些记录带入数字领域,让更多人可以访问它们,将提高研究人员对各种风暴发生频率的理解。另一种方法:改进物理模型,以模拟日冕物质抛射中漩涡等离子体如何在空间中传播,以及它撞击地球时如何影响地球。哈普古德写道:“通过这种方式,可以在极端事件发生之前对其进行模拟。”

无论我们对空间天气有多么了解——而目前我们对它的了解还很不够——太阳风暴将永远是生活中的一个事实。实际上,哈普古德将它们视为“对社会和经济的普遍环境风险,与地震、火山和洪水类似”。 让我们只希望我们不必经历相当于百年一遇洪水的太阳风暴,社会才会认真对待为最坏情况做准备。

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