太阳风暴将摧毁地球上的能量?科学家的预测准吗

太阳风暴将摧毁地球上的能量?科学家的预测准吗

什么是太阳耀斑?

美国宇航局称,太阳耀斑是太阳黑子释放的磁能所产生的强烈辐射爆发。大型太阳耀斑会产生地磁风暴,在数小时内冲击地球,并可能影响太空中的卫星,扰乱电力供应。

"太阳耀斑主要是太阳黑子引起的太阳大爆炸,"加州大学洛杉矶分校风险与减灾研究所空间风险副教授罗伯特·威克斯博士说。通常与太阳耀斑相关的是日冕物质抛射——当你发生这些巨大的爆炸时,它们释放出大量的非常热的气体,称为太阳风,它撞击地球。这就是引起地磁风暴的原因。这将导致停电。"

地球发生过这种事吗?

这种情况发生的频率比大多数人意识到的要高——只是规模不大。太阳磁场大约每11年穿过一次太阳周期。在这个周期的高度,太阳耀斑和日冕物质抛射增加,活动可能对地球产生影响。

太阳风暴可以引起天空中的光,称为极光-因此我们看到北极光-但也可以影响电网和卫星。

英国地质调查局的地球物理学家Ciaran Beggan博士说:"我们目前正处于太阳活动周期的最低点,所以太阳根本不活跃。"但大约三到五年后,太阳将开始变得越来越跃。


"我们可能每隔几周就有一次地磁暴。但只有大的才能看得见。"

来自太空天气预报中心的一张照片显示,2012年1月太阳爆发了一次耀斑


有大的地磁风暴袭击了地球吗?

有记录以来最大的一次是卡灵顿事件,它于1859年撞击地球,导致美国和欧洲的电报系统失灵。1989年,一场地磁风暴导致加拿大魁北克9小时停电。它释放了十亿吨的气体云,"就像成千上万颗核弹同时爆炸的能量,"美国宇航局说。贝根博士说,这场风暴(从某种程度上说)只有卡灵顿事件的三分之一大。2012年,一场与卡灵顿事件类似强度的太阳风暴仅仅错过了地球轨道一周多一点。

有好几次小风暴的发生,2015年的一次,让远在奥地利南部的人们一睹北极光的风采,而没有造成问题。2018年,研究证实,上世纪70年代,一场太阳风暴导致越南数十处海雷突然爆炸。


北极光,也就是2017年在挪威看到的北极光,是由地磁风暴引起的

随着现代科技的发展和世界对电力和通讯的依赖,一场与卡灵顿事件同等强度的太阳风暴如果袭击地球,可能会造成大范围的破坏。不要惊慌,但加州大学洛杉矶分校风险与减灾研究所(UCL'sInstituteforRiskandDisasterReduction)和全球健康研究所(InstituteforGlobalHealth)的灾难与健康教授伊兰·凯尔曼(Ilan Kelman)表示,"100%肯定,在某个时候"会发生同样规模的太阳风暴。

他说:"完全可以肯定的是,在某个时刻,卡灵顿事件或更大的事件会发生。"在某个时刻,卡林顿事件或更大的事件将撞击地球,这是百分之百确定的。这一事件的发生和撞击地球的事件都可能很快——在几年内——或者在未来的几个世纪内。"

但由于许多因素的影响,潜在的影响很难预测。

威克斯博士说:"为了关闭英国电网,这将是一个非常大的事件。"比我们160年来见过的任何一个都要大。"卡林顿事件发生在科学家开始认真测量地磁风暴10年后,他说。我们不知道在那之前发生的太阳风暴,以及它们有多大。

威克斯博士也认为,这是100%肯定的,它将在未来发生。

但我们不知道卡灵顿事件级的风暴在现代是否真的具有破坏性。真正重要的问题是:你能说出何时何地会发生什么吗?这是很难预测的。"会有像卡灵顿事件那样严重的太空天气事件吗?对。这是不可避免的。但这会对我们造成严重影响吗?"

他说,这是我们无法预测的,但在某种程度上可以通过做好准备来潜在地控制。

地磁风暴越大,它向赤道移动的距离就越远,因此它在北半球向南移动的距离就越远,在南半球反之亦然。北方发生的一次强烈事件可能会转移到英国、法国。在南部,类似的情况通常会进一步向海洋移动。但在新西兰也有记录在案的影响从未造成任何电力中断。沿海地区和更多的农村地区将受到最严重的打击。从眼镜蛇身上可以看出,如果大城市失去电力,它们将首先看到电力恢复。

如果真的发生会受到什么影响?

现在很多技术都依赖于GPS。银行系统和手机网络可能会瘫痪。"导航系统可能会瘫痪,甚至试图拿钱——因为所有东西都是电子的,无论是自动取款机还是直接去银行——都会非常困难,"凯尔曼教授说显然,信用卡直接借记是行不通的。所以人们如何得到食物,如何得到水是非常困难的。

"这和汽油是一样的;加油站在抽水方面需要大量的电力和智能系统,所以很难让车辆保持动力。同样,电动汽车、电动自行车可能也不容易充电,因为电网已经断了。"

威克斯博士说:"如果你有一场足以关闭英国电力的地磁风暴,那么你一定在太空中也遇到过非常严重的辐射事件。"因此卫星会在一段时间内受损或无法运行。这意味着卫星通讯,全球定位系统,天气预报,所有这些都将面临风险。

飞机上的自动驾驶仪依赖于GPS卫星和雷达,这两种都有可能受到影响。例如,我们最近已经看到,希思罗机场和盖特威克机场这样的大型机场很少的延误会迅速演变成相当大的问题。

尽管如此,还是有一些科学家与内阁办公室一起研究这些风险。大约八年前,就在奥运会之前,我们举行了很多会议,讨论如果发生大的地磁风暴会发生什么。所以内阁办公室确实有应对这种情况的应急计划。

我们个人是否应该做好准备?

凯尔曼教授指出,我们随时都可能遇到停电,而且通常不会是太空天气造成的,1998年在加拿大,一场冰暴摧毁了数百万人的电力,其中一些人在6周内没有恢复电力。同年,新西兰奥克兰部分地区因热浪期间过热导致埋地电缆故障,断电长达5周。在离家较近的地方,伦敦和肯特的数万人在2003年的一次大停电中经历了停电

他说,因此人们应该时刻意识到,一旦权力下降,该怎么办。"在个人层面上,我们知道随时可能停电。作为个人,我们需要做好准备,随时可能断电,我们的ICT(信息和通信技术)随时可能断电,而地磁风暴也不例外。

"我们应该有两个星期的食物和水,现在在我们所有的房子。不管发生什么,我们都应该拥有它,并准备好应对它。我有两周的瓶装水,不易腐烂的食物,一个罐头开瓶器,急救箱,手电筒,还有一个收音机。在空间天气更为集中的层面上,可以采取屏蔽措施。所以很多卫星都有防护罩,这样卫星就可以不受太阳风暴的影响,也可以不受太阳风暴的影响。"



从澳大利亚和新西兰看到南极光或南极光

人们应该担心吗?

"有风险吗?"贝根博士说我想这肯定是个风险。但这种影响有多大实在很难说,因为我们在现代还没有看到,所以我们不知道哪些技术是脆弱的。但它不应该让你晚上睡不着,我们所做的研究告诉工程师如何降低风险。"