太阳风暴的危险

太阳会如何摧毁我们的科技
2021年6月8日

采访

Stephanie Yardley,伦敦大学学院

SOLAR_FLARE

太阳耀斑。

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坐在地球上,经历每年的季节变化,很容易认为太阳是完全稳定不变的;但事实并非如此:太阳上周期性地发生风暴,如果这些风暴向我们袭来,就会给我们带来严重的问题。克里斯·史密斯采访了伦敦大学学院研究这些现象的斯蒂芬妮·亚德利。

斯蒂芬妮:所以基本上它们是太阳喷出的巨大的磁场和气体气泡,它们可以以每小时几百万英里的速度在太空中移动,有时它们会撞到地球。当它们到达地球时,平均大约一到三天,然后它们可以与地球的磁场和大气层相互作用。

克里斯-太阳不是一直朝我们扔东西吗?那叫太阳风,对吧?

斯蒂芬妮-是的。还有太阳风。也有高能粒子。所以我们不断受到太阳风的冲击。

克里斯:但就强度而言,你是说这些宇宙打嗝比普通的太阳风要强大得多?

斯蒂芬妮:这取决于条件,这就是为什么很难预测,但一般来说,火山喷发会导致壮观的极光。但这并不意味着我们不会受到太阳风或高能粒子的影响。

我们知道它们为什么会发生,太阳为什么会这样吗?

斯蒂芬妮-是的。所以这都和磁场有关。所以太阳有很强的磁场,如果你把它想象成一根橡皮筋,扭曲和拉伸,如果你这样做,橡皮筋最终会断裂。磁场也是如此。所以它本质上是太阳在这些磁场中储存能量,然后在磁场断裂时释放出来。

克里斯:那么我们是否有办法发现橡皮筋过紧的情况呢?

斯蒂芬妮-是的。所以我们观察太阳上这些有强磁场的区域,基本上我们预测所谓的“太空天气”的方式——也就是太空天气——就是通过观察这些区域,看看火山喷发的时间。所以我们坐下来盯着太阳,通常我们观察波长,比如我们已经说过的,紫外线辐射,还有可见光。

克里斯-当这些物质到达地球时,它能做什么?我们已经谈到了我们的身体健康受到阳光和太阳物质(如紫外线辐射)的影响。但是当这些风暴把这些碎片扔向我们的时候,它会产生什么影响呢?

斯蒂芬妮:正如我已经提到的,我们有壮观的极光,但你也可以真正影响我们的技术。显然,我们现在非常依赖我们的技术,它可以影响到我们已经谈到的电网。所以我们可能会停电,变压器可能会严重损坏。它们可以影响像铁路网这样的东西。太空飞行——宇航员在太空行走时,他们会受到辐射,即使你是在客机上,如果你是客机上的乘客或机组人员,它也会影响实际的电子设备本身。所以它会影响飞机本身或卫星,从而影响通信和GPS之类的东西。

克里斯:它是怎么做到的,因为这只是来自太阳的物质,所以它怎么能导致火车失去平衡,电网融化呢?

斯蒂芬妮:嗯,这都与沟通有关。所以你可以得到像信号错误这样的东西,例如,如果时间不加起来,这都与通信中断有关。电网,你在地面上感应电流是由磁场的变化引起的,地球磁场的变化,所以这可以影响电网。你可能会停电几个小时,但有时,如果它足够强大,你可能会损坏变压器,他们可能需要几年的时间来修复它们。

克里斯:所以这确实发生过,这是有记录的,这不仅仅是猜测——我们已经记下了,我们知道这发生了吗?

斯蒂芬妮-是的。最近的一个事件发生在1989年,当时魁北克有600万人断电长达9小时。所以这可能要花费数百万甚至数十亿英镑。我们所知道的最大的事件是卡灵顿事件,很多人都听说过,发生在1859年。那时我们还没有那么依赖科技,所以它只影响了电报,电报操作员受到了冲击。但是我们在2012年有一次差之毫发——我们称之为“差之毫发事件”,那是在奥运会期间。所以这次喷发实际上不是地球导向的,但如果是,也许我们就失去了对奥运会的报道。所以谁知道我们是在坐等下一个事件的发生。

克里斯——打消这个念头!那么我们是否要密切关注呢?我们是否有办法像预测地球表面某些地方的天气一样准确地预测太阳的活动呢?是否有一个实际的程序来做到这一点?

斯蒂芬妮-是的。所以我们坐在那里盯着太阳,一直在预测。从本质上讲,太阳会发生喷发,然后我们会把它放入模型中,然后建立它到达地球的时间模型,但这比天气预测要难一点,所以仍然很难做到。同时,例如,电网或国家电网,他们需要五天的警告,我们不一定能给他们提前五天的时间。所以理想情况下,像我这样的科学家会研究这些火山爆发的地区,试图在它们发生之前预测它们,而不是在它们发生之后。即便如此,事情也可能出错。火山爆发并没有像我们想象的那样造成那么大的破坏,也没有正面撞击我们,所以很明显,事物在太空中运动时是进化的。

克里斯-如果你们探测到一场地球风暴向我们袭来,我们能做些什么吗?

斯蒂芬妮:那么主要的事情,例如,对于电网来说,你可以分散电力,这样你就不太可能被损坏。或者,如果你在飞机上,你可以在较低的高度飞行,或者我想在一个非常极端的情况下,你可以让飞机着陆,但是很明显,做这样的事情是要花钱的。所以我们必须确定这些事件会发生,会影响我们。

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