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太陽(yáng),你會(huì)用巨大的能量洗劫地球嗎?

發(fā)布時(shí)間:2020年11月05日 來(lái)源:中國(guó)氣象報(bào)社

  烈變化的空間天氣狀態(tài)對(duì)人類技術(shù)系統(tǒng)有著非常嚴(yán)重的影響,這一般被稱為災(zāi)害性空間天氣,會(huì)造成衛(wèi)星提前失效甚至隕落,通信中斷,導(dǎo)航、跟蹤失誤,電力系統(tǒng)損壞,人類健康受到威脅。其中,太陽(yáng)活動(dòng)的突然增強(qiáng)和地球空間能量的積蓄與釋放,是災(zāi)害性空間天氣發(fā)生的主要因素,也就是說(shuō),太陽(yáng)風(fēng)暴和地球空間暴是最為典型的災(zāi)害性空間天氣事件。

  太陽(yáng)這一人類的能量供應(yīng)站,積累了太大的能量,它一旦以它巨大的能量來(lái)沖擊地球,后果將不堪設(shè)想。日前,英國(guó)《新科學(xué)家》雜志撰文說(shuō),美國(guó)科學(xué)家預(yù)言,地球可能在2012年遭遇史上最強(qiáng)太陽(yáng)風(fēng)暴,導(dǎo)致生靈涂炭,北美、歐洲、中國(guó)等都將遭受影響。這是危言聳聽嗎?

  太陽(yáng)風(fēng)暴會(huì)讓我們“很受傷”

  何謂太陽(yáng)風(fēng)暴?其實(shí)就是太陽(yáng)活動(dòng)高峰階段,太陽(yáng)表面產(chǎn)生的劇烈爆發(fā)活動(dòng)。太陽(yáng)風(fēng)暴在爆發(fā)時(shí)釋放大量帶電粒子所形成的高速等離子體粒子流將嚴(yán)重影響地球的空間環(huán)境,破壞臭氧層、干擾無(wú)線通信、影響地球生物、危害人體健康……

  翻開歷史,太陽(yáng)風(fēng)暴留下的足跡比比皆是——

  1972年8月發(fā)生的太陽(yáng)風(fēng)暴使大氣平流層中的臭氧長(zhǎng)期地減少了15%。而臭氧層對(duì)人類和生物起著重要的保護(hù)作用,臭氧減少會(huì)引起海洋、陸地生態(tài)系統(tǒng)的嚴(yán)重失調(diào)和惡性變化,會(huì)增加皮膚癌患者。

  1989年3月的太陽(yáng)風(fēng)暴致使美國(guó)GOES-7衛(wèi)星的太陽(yáng)能電池?fù)p失了一半能量,衛(wèi)星壽命減少一半;日本通訊衛(wèi)星CS-3B異常,搭載在飛船上的備用命令電路損壞。

  1998年4月底至5月,太陽(yáng)風(fēng)暴不斷。在此期間,多顆飛行器發(fā)生異?;蛘呤?,其中最顯著的是銀河IV號(hào)通訊衛(wèi)星的失效,它造成美國(guó)80%的尋呼業(yè)務(wù)損失,無(wú)數(shù)的通信中斷,并使金融交易陷入混亂。

  如果我們身處太空,又毫無(wú)防護(hù)措施,當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)暴爆發(fā)時(shí),從太陽(yáng)上噴發(fā)出的大量射線和高能粒子,對(duì)人類健康的影響也許是致命的。

  幸運(yùn)的是,我們和太陽(yáng)相隔甚遠(yuǎn),而且我們有“保護(hù)傘”——地球大氣層和地球磁場(chǎng)。正是因?yàn)樗鼈兊拇嬖冢沟靡詴r(shí)速幾百萬(wàn)公里吹來(lái)、在太空中一路橫行的太陽(yáng)風(fēng)暴,在到達(dá)地球時(shí)已經(jīng)威力盡失。

  最強(qiáng)太陽(yáng)風(fēng)暴3年后會(huì)來(lái)嗎

  有了這兩把“保護(hù)傘”,是不是我們就可以高枕無(wú)憂了?

  其實(shí)不然。據(jù)記載,在2005年退役的“協(xié)和”客機(jī)上,乘客們有時(shí)感到眼前有“星星”一閃一閃發(fā)光。這種現(xiàn)象,在穿越極地上空的其他類型客機(jī)上,也會(huì)出現(xiàn)。這是由于該客機(jī)一般在1.5萬(wàn)千米左右的高空飛行,在太陽(yáng)風(fēng)暴期間,這種高度上存在太陽(yáng)高能粒子。這些粒子還沒(méi)來(lái)得及被大氣層和地球磁場(chǎng) “消化”,于是它們擊中乘客的視網(wǎng)膜,讓乘客們好像看到“星星”在閃光。少量高能粒子擊中人體,并不會(huì)產(chǎn)生致命傷害,但如果長(zhǎng)期累積,勢(shì)必會(huì)影響人體健康。也正因?yàn)槿绱?,太?yáng)風(fēng)暴爆發(fā)期間,國(guó)內(nèi)一些航空公司會(huì)臨時(shí)取消穿越極地上空的航線,改飛低緯度的備用航線。

  因此,最強(qiáng)太陽(yáng)風(fēng)暴如果真的在2012年到來(lái),我們必將受到或大或小的牽連。中國(guó)科學(xué)院空間環(huán)境研究預(yù)報(bào)中心副主任、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)太陽(yáng)活動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員王華寧稱,這一警告并非危言聳聽,但是現(xiàn)在就感到恐慌也完全沒(méi)有必要。因?yàn)槎虝r(shí)間來(lái)說(shuō),人類還不會(huì)面臨如此嚴(yán)重的生存危機(jī);危害是從一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)間尺度上來(lái)說(shuō)的。歐洲宇航局太空天氣研究小組主席邁克·哈普克德卻認(rèn)為,科學(xué)家對(duì)于自然事件現(xiàn)象的研究分析還是比較客觀的,值得人們高度重視。

  很有必要預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)太陽(yáng)風(fēng)暴

  不管最強(qiáng)太陽(yáng)風(fēng)暴來(lái)不來(lái),我們都應(yīng)該未雨綢繆,防范于未然。那么,我們應(yīng)該做些來(lái)什么減少損失呢?

  據(jù)空間天氣專家介紹,提高對(duì)太陽(yáng)風(fēng)暴的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能力成為重中之重。從已經(jīng)積累的太陽(yáng)觀測(cè)資料來(lái)看,人類對(duì)于太陽(yáng)活動(dòng)的長(zhǎng)期變化和太陽(yáng)短期內(nèi)的活躍程度高低還是能夠有效預(yù)測(cè)的。比如,我們已經(jīng)能夠通過(guò)對(duì)太陽(yáng)上的黑子、日珥、冕洞等各種觀測(cè)活動(dòng)來(lái)判斷未來(lái)數(shù)十小時(shí)內(nèi)太陽(yáng)活動(dòng)水平的高低和預(yù)報(bào)太陽(yáng)風(fēng)暴產(chǎn)生的概率。這些預(yù)測(cè)能力對(duì)于航天器發(fā)射與飛行、航天員的太空活動(dòng)、衛(wèi)星載荷加固與防護(hù)、通信系統(tǒng)的抗干擾加固、電力系統(tǒng)防護(hù)等都很重要。

  但是,太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)報(bào)尤其是劇烈太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)報(bào)依然是空間天氣預(yù)報(bào)中最困難的部分。因?yàn)槲覀冞€只能依賴遙感方法間接測(cè)定太陽(yáng)大氣中的諸多物理參數(shù),而這些間接測(cè)定的參數(shù)只能定性描述太陽(yáng)大氣的物理狀態(tài)。因此,提高對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)的預(yù)測(cè)能力迫在眉睫。

  據(jù)悉,我國(guó)的“夸父計(jì)劃”將對(duì)推動(dòng)太陽(yáng)活動(dòng)的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。該計(jì)劃完成后,將能對(duì)太陽(yáng)到近地空間的整個(gè)空間天氣進(jìn)行連續(xù)不斷地監(jiān)測(cè),推動(dòng)太陽(yáng)活動(dòng)預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)能力的提高。