科学家称,破坏性太阳风暴通常每25年左右袭击地球一次

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一项新的研究讲明,每25年一次的太阳风暴足以对电子设备造成严重破坏。而且,每三年左右发生一次风暴,强度较小但仍然很危险。

这个结论来自华威大学和英国南极观察局的一组科学家。

这些强大的风暴会破坏电子设备,包罗通信设备、航空设备、电网和卫星。

该小组确定了两种类型的强磁风暴:“巨型超级风暴”是最强大的,平均每25年发生一次。以及平均每三年发生一次较弱但仍然危险的“严重超级风暴”。

出现这些效果的新论文标题为“在最近的14个太阳周期内使用aa指数来表征极端的地磁运动”。它揭晓在《地球物理研究快报》上。主要作者是华威大学的桑德拉·查普曼(Sandra Chapman)博士。

太阳风暴也称为地磁风暴。它们是由太阳的滋扰引起的,这些滋扰将带电粒子送入太空。当这些粒子撞击地球的磁层时,就会引起风暴。

这些粒子可能来自日冕物质抛射(CME,coronal mass ejections),同向相互作用区域(CIR)和日冕孔,这些孔会发出高速的太阳风,其流传速度是普通太阳风的两倍。

最著名的地磁风暴是1859年的卡灵顿事件。卡灵顿事件也是有史以来最强大的地磁风暴。那场风暴摧毁了世界各地的一些电报系统,引发了大火,甚至震惊了一些电报运营商。

最近,1989年在魁北克发生的狂风雨破坏了配电系统,并发生了强大的极光,这次极光甚至在得克萨斯州南部都能看获得。

随着我们的世界变得越来越电子化,太阳风暴带来了越来越大的风险。不只是我们的电力系统,另有我们的全球通讯系统。

卫星可能是最懦弱的,现代社会对卫星的依赖比许多人意识到的要多。据盘算,如果一场风暴像今天的卡灵顿事件一样强大,将造成数十亿甚至数万亿美元的损失。

科学家对这些风暴很感兴趣,因为需要对其举行预测。这份新论文基于150年前的磁场数据。这组作者说,他们可以检测出这段时间内有几多场强风暴,以及它们发生的频率。

华威大学聚变、空间与天体物理学中心的主要作者桑德拉·查普曼教授在新闻稿中说:“这些超级风暴是稀有的事件,但预计它们的发生机率是计划掩护关键设施的应对措施的重要组成部门。”

作者在论文中指出,已往150年来,约莫每三年一次的“严重超级风暴”总共发生了42次。在150年中,发生了6次更强大的“巨型超级风暴”,约莫每25年发生一次。通常,这些风暴仅连续几天,可是它们仍然会对现代技术造成很大的破坏。

超级风暴可能会导致电力中断、破坏或损坏卫星、破坏航空并造成GPS信号和无线电通信的暂时丢失。(GPS不仅用于导航,通信、银行系统在很大水平上依靠GPS来同步金融生意业务。)

查普曼说:“这项研究提出了一种处置惩罚历史数据的新方法,可以更好地相识发生超级风暴的可能性以及我们未来可能会看到的超级风暴运动。”

卡灵顿事件不是研究的一部门,因为研究人员检察的数据没有那么远。他们的磁场数据来自地球的另一端,来自英国和澳大利亚的站点。它涵盖了最后的14个太阳周期,可以追溯到太空时代之前。

他们的分析讲明,像卡林顿事件这样强大的超级风暴可能比想像的更为普遍,而且它们随时可能发生,而很少发出警告。

英国南极观察局太空天气研究所所长理查德·霍恩(Richard Horne)教授说:“我们的研究讲明,超级风暴的发生可能比我们想象的要多。不要被统计数字所误导,它可以随时发生,我们只是不知道什么时候,现在我们无法预测什么时候。”

这些风暴是在太阳下发生的,可是可以通过视察地球外貌磁场的变化来监视太空天气。从1957年左右的太空时代开始,地球上多个台站就提供了高质量的数据。

科学家知道,太阳的运动周期约为11年,在此周期中,太阳的强度会发生变化。问题在于此数据不足,它仅涵盖五个太阳周期。

更好地相识强太阳风暴及其发生率,需要更大的数据集,涵盖更多的太阳周期。在这项新研究中,研究人员将时间倒退了一步。

他们检察了来自地球另一端的英国和澳大利亚站点的aa地磁指数。aa指数抵消了地球的配景场,并可以追溯150年或14个太阳周期。它是记载地球外貌磁场变化的最长,险些一连的记载。

该团队使用aa指数前几个百分点的年度平均值得出结论。他们就是这样发现了150年中有42年发生了“严重超级风暴”,而150年中有6年发生了更稀有但更强大的“巨型超级风暴”。

这意味着这些极端风暴每25年发生一次。例如,1989年的风暴造成了魁北克的一次大停电,这是一场大风暴。

几年前,我们恰好躲过一次。2012年,太阳从庞大而强大的日冕物质抛射中释放出强大的发作力。对我们来说幸运的是,地球没有走过它的路。可是数据显示,如果袭击了我们,那将是一场超级风暴。

人们对太阳及其发送的空间天气越来越感兴趣。随着我们的经济和生活方式越来越依赖于卫星、通信和电网,政府和机构已将相识和预测太空天气列为优先事项。

现在有几艘研究太阳的航天器,包罗SOHO(太阳日球天文台),SDO(太阳动力学天文台)和帕克太阳探测器。这些航天器正在增进我们对太阳的相识以及预测这些危险风暴的能力。