http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2010-05-31
文/谭 娜
1895年的太阳风暴是150年来最强烈的一次。目前可以肯定的是,如此强烈的太阳风暴一定会再次袭击地球,但是它何时到来却还是一个未知数。”
最近,关于 2012年前后可能会到来的太阳风暴,再次进入人们视线。中国刚施行的《气象灾害防御条例》首次将太阳风暴等空间气象灾害以法规形式纳入气象部门职责范围内。今后,太阳风暴、地球空间暴等空间天气灾害会与台风、沙尘暴等天气一样,被列入严密监控范围和预报、预警中。
太阳风暴是太阳在黑子活动高峰时产生的。发生过程中,太阳最外层大气发生日冕膨胀,聚集大量的等离子体的磁场以每秒数百公里甚至上千公里的速度向地球喷射,引发地球上电磁干扰等系列反应。
“太阳活动峰年一般以11年为一个周期。”国家空间天气监测预警中心主任王劲松告诉《北京科技报》,有史以来,人类已记录到23个太阳活动峰年,基本是11年一次。上一次太阳活动峰年在2000年前后,因此专家预言2012年将再次进入太阳风暴活跃期。
更有甚者,根据英国《新科学家》报道,美国科学家预测人类在2012年遭遇的将是“超级太阳风暴”。届时,太阳会向地球喷发数十亿吨的物质,从而诱发电磁暴,地球上几乎所有的电子系统都会受到影响。如果“超级太阳风暴”抵达地球,额外电流将穿过地球上的电网,成千上万个变压器上的铜线都将快速加热至熔化,多数电网陷入瘫痪,人类将重回“黑暗时代”。太阳风暴爆发后两天,大多数自来水龙头都将干涸;一周之内,储备电能用完后,人类将丧失所有电能。
科学家的这个推测并不是耸人听闻的科幻电影,人类确实亲历过太阳风暴带来的毁灭性后果:1859年9月1日早晨,英国天文学家理查德?卡林顿用装着过滤器的望远镜观测太阳表面时,发现太阳表面喷射出了一道明亮的闪光。卡林顿不知道的是,那团明亮的斑点是一团带着电荷的等离子云,它正朝着地球的方向疾速飞来。
48小时后,“超级太阳风暴”袭击地球。热带地区的人们甚至能在夜空看到极光,极光的明亮程度足以让人们在午夜时分阅读报纸。这起“超级太阳风暴”导致许多电报机发生瘫痪,值得庆幸的是,在1859年,世界主要还依靠蒸汽机和肌肉劳力,“超级太阳风暴”并没有给人类带来过于严重的灾难。
“如果今天再发生如此强烈的太阳风暴,地球和人类就不会如此幸运了。”解放军信息化部一位专家告诉《北京科技报》。
首先还是大面积停电问题。在感应到磁暴电流后,城市的高压输电线会被烧毁,导致停电。1989年3月,太阳风暴形成的强烈电流袭击了加拿大魁北克,使得当地600万人遭遇9小时电力中断。
其次,由于输油、输气管道都是钢铁材质,太阳风暴产生的电流过大时会加速地下一、二百米处输油、输气管道的腐蚀,导致漏油、漏气。
再者,超级太阳风暴产生的电流会击中外太空的卫星太阳能帆板,造成卫星失灵,航天机、人造飞船里面的电子器件也会被强大的电流打毁,高能粒子辐射还会造成飞船内的计算机失灵,使得飞船失控。
强大的等离子流冲击地球后,与地球的磁场相连接产生地磁暴,干扰地球电离层,使得地面导航完全失效,短波通讯受到影响。届时,地面卫星的通信信号将出现不稳定,可能会导致电视的声音信号误差增加,电视画面模糊,人们将无法正常观看电视。
太阳风暴甚至还可能影响人类健康。太阳风暴来临时,北极上空的飞机内辐射量会陡然加大,高能粒子穿透飞机舱皮打在乘客身上,大量辐射可能引发白血病等疾病。
“人类已经着手研究应对措施。为了提高太阳风暴的预报技术,中国提出夸父计划,又称为‘空间风暴、极光和空间天气’探测计划。”王劲松说, “夸父计划”的核心是三颗卫星:一颗卫星设置在距地球150万公里的日地连线上,全天候监测太阳活动及其伴生现象;另两颗卫星在地球极轨大椭圆轨道上飞行,监测太阳活动导致的地球近地空间环境的变化。
此外,我国也已经开展针对太阳风暴的日常监测。王劲松介绍说,空间天气监测的业务系统早在2007年就已建成,气象部门主要是对80公里以上高空大气中的带电粒子量进行监测,一旦发现电离层电子总密度超标,将发出相关的预警。由于我国各地环境不同,对空间天气灾害监测也各有侧重,例如上海市主要进行 GPS观测,利用GPS仪器对太阳风暴的高度敏感性来接受太空的“信息”,以此反演出太阳风暴的发生与否及其强弱。
“我认为,对于太阳风暴的问题,人们的重视程度是问题的关键。”王劲松说,目前中国很多部门灾患意识薄弱,如果监测到的太阳风暴的轨道可能会袭击电网,那么电力部门就要事先保护电网,引开太阳风暴产生的电流,然而很多部门不愿多花此项费用。
其他国家也都在为这次“超级太阳风暴”做准备。今年2月11日,美国发射了一颗太阳动力观测卫星,它是迄今用于研究太阳的最先进太空探测器。在为期 5年的勘测任务中,该卫星将检测分析太阳磁场的构造,洞悉其如何演变形成太阳风骚动、太阳耀斑和日冕物质喷射,这些宇宙物质都能指向地球,在地球磁层和大气层顶端形成大规模磁暴。另外, 该卫星还能拍摄到比电视画面清晰10倍的图像,提供比其他太阳观测探测器更加详尽的科学数据。
虽然人们的准备工作已经如火如荼,但是“超级太阳风暴”是否会在2012年到来,科学界尚无统一看法。
“我们现在还不能准确预测‘超级太阳风暴’一定在2012年。”王劲松说,虽然太阳活动本身存在着11年的周期,但是“超级太阳风暴”的发生并不符合这个规律。按照一般规律,2012年会出现太阳活动高峰,但是由此引发的太阳风暴强弱如何,还需要进一步论证。1895年的太阳风暴是150年来最强烈的一次,2012年的太阳风暴是否会超越它,尚无定论。“目前可以肯定的是,如此强烈的太阳风暴一定会再次袭击地球,但是它何时到来却还是一个未知数。”
[北京科技报]