上月中下旬,科學工作者觀測到了近4年來最強烈的太陽爆發(fā),它噴出的大量帶電等離子體以每秒900多千米的速度向地球襲來。
科學家說,目前太陽正進入為期11到12年的自然周期中的最活躍期,而目前我們采用的很多技術都比以往更易受到太空天氣的影響。英國《每日郵報》不久前甚至提出這樣似乎聳人聽聞的警告——
北京時間2月18日9時許,在太空穿行了三天之后,太陽風暴如期到達地球。這一切,都被中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測預警中心研究員薛炳森看在眼里。
從事空間天氣預報23年的薛炳森早在3天前就監(jiān)測到了這一次活動。2月15日10時左右,中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測預警中心的專家監(jiān)測到,太陽黑子活動區(qū)爆發(fā)了一次X2.2級耀斑。這是近4年來最大級別的耀斑爆發(fā)。
三波攻擊讓地球很受傷
太陽風暴,其實就是太陽活動高峰階段,太陽表面產生的劇烈爆發(fā)活動。太陽風暴在爆發(fā)時釋放大量帶電粒子所形成的高速等離子體粒子流將嚴重影響地球的空間環(huán)境,破壞臭氧層、干擾無線通信、影響地球生物……
薛炳森表示,“當今的信息化時代是以電、磁為基礎的,而且眾多的信息傳輸都依賴衛(wèi)星開展,因此太陽風暴的影響程度呈日益上升的趨勢。”
太陽風暴對地球的攻擊大致可分為三個波次。
第一波是來自超級太陽耀斑的強電磁波,它會在太陽風暴開始后8分鐘到達地球。受到重創(chuàng)的將是通信——作為無線通信載體的電離層中電離密度驟然上升,造成短波通信因信號被完全吸收而中斷,衛(wèi)星信號不穩(wěn)而影響電視轉播,數據傳輸錯誤不斷。而這只是超級太陽風暴影響的開始。
第二波攻擊將在幾小時后到來。大量高能粒子涌向地球,盡管在地面沒有任何感受,運行在高空的通信衛(wèi)星則會在高能粒子的轟擊下紛紛轉入安全模式而停止工作,沒有相應預案的衛(wèi)星很多會因為輻射強度超標而引發(fā)各種故障。
最為猛烈的第三波發(fā)生在一天以后。太陽風暴所裹挾的太陽日冕物質和強磁場將吞沒地球,受到沖擊的地磁場嚴重變形,大氣層向外膨脹。衛(wèi)星控制者將忙于衛(wèi)星的自保,而無暇顧及轉播業(yè)務。更為可怕的是,地磁場的快速變化可能在大型電網中激起感生電流,可造成局部電網跳閘現象,嚴重時,變電站的變壓器會發(fā)生故障甚至燒毀。1989年魁北克大停電正是地磁場的巨幅波動所引起的。
如果我們身處太空,又毫無防護措施,當太陽風暴爆發(fā)時,從太陽上噴發(fā)出的大量射線和高能粒子,對我們的影響將是致命的。幸運的是,地球上有很好的“保護傘”。薛炳森表示,“地球的大氣層和磁場是最好的防火墻,人體感受不到太陽風暴的來襲。”
英媒擔憂“倫敦準備好了嗎?”
薛炳森介紹說,一般太陽風速達到900-1000千米/秒的程度,對地球產生的影響才比較嚴重。2003年的一次強太陽風暴風速達到了2000千米/秒左右。
2003年10月底的太陽風暴事件是對人類技術系統影響最為廣泛和嚴重的一次。據不完全統計,該次事件中受到影響的航天器達到50多顆,5顆衛(wèi)星的軌道顯著下降,地面系統也受到了明顯干擾。
根據最新預報,本次太陽活躍周期的峰年將在2013年到來。此前網上曾流傳一則來自美國宇航局(NASA)的警告,說一場超級太陽風暴將在那一年襲擊地球,并對人類健康、公共設施和國家安全系統帶來毀滅性的影響。
針對這一說法,薛炳森表示,現在的科技水平還無法做出這樣的預計。人類對太陽耀斑的詳細觀測只有五十年左右的時間,我們掌握的資料還遠遠不夠完整。但是,隨著觀測設備日益先進,資料積累得越來越多,相信人類會發(fā)現比較完整的太陽活動規(guī)律。
明年的倫敦奧運會將正處于太陽活動的高峰期,英國《每日郵報》近日報道稱,倫敦奧運會組織方表示,在接到英國氣象局的警告之后,他們已經開始密切注意太空天氣狀況。一名倫敦奧運會的女發(fā)言人表示:“正在與合作伙伴和利益相關方協作,為一切可能發(fā)生的狀況制定緊急方案。”
大部分可預報也可預防
“我們認為太陽風暴是可報、可防的”,薛炳森說。太陽距離地球1億5千萬公里,即便是在2003年10月的嚴重事件中,太陽風暴也花了十幾個小時才到達地球。而耀斑發(fā)生后,“只需要8分鐘我們就能看見,所以有足夠的時間進行判斷和準備”。
薛炳森表示,人類已經可以通過處在地球上空的衛(wèi)星直接監(jiān)視太陽風暴,而大量衛(wèi)星和地面設備更是織就了捕捉太陽風暴蛛絲馬跡的監(jiān)測網,人類也積累了對太陽風暴的預報經驗。
我國空間天氣預報水平與國際現有水平基本同步。目前,全球空間天氣預報及研究信息是完全開放的,全球從事空間天氣預報的專家經常交流空間天氣信息和空間天氣預報技術。中國氣象局國家空間天氣監(jiān)測預警中心依靠風云系列衛(wèi)星和地基監(jiān)測數據也已基本具備了太陽風暴的預警能力。從已經過去的太陽23個活動周來看,大部分的太陽風暴都是可以被準確地預報出來的。
薛炳森稱,我國的“夸父計劃”將對推動太陽活動的預報預測產生深遠影響,該計劃完成后將能對太陽到近地空間的整個空間天氣進行連續(xù)監(jiān)測,推動太陽活動預報預測能力的提高。
盡管依靠現代科技,我們可以做到對超級太陽風暴的預報和警報,但如何應對則是一個復雜的系統工程問題。薛炳森表示,由于我國處于中低緯度地區(qū),電力部門受空間天氣的影響程度要小一些,但在地磁暴期間也會出現異常現象,有關部門進行故障排查時應參考有關空間天氣參數。我國民航有跨極區(qū)飛行的航班,民航部門應關注高能太陽粒子事件的信息,跨極區(qū)飛行的航班應盡量避開高能粒子通量較高的時段。
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