一项新的研究表明,每 25 年就有一次威力足以对地球造成严重破坏的电子设备袭击。强度较小但仍然危险的风暴每三年左右就会发生一次。
这一结论来自华威大学和英国南极调查局的一组科学家。
这些强大的风暴会破坏电子设备,包括通信设备、航空设备、电网和卫星。
该团队确定了两种类型的强大磁暴:“超级风暴”是最强大的,平均每 25 年发生一次。较弱但仍然危险的“严重超级风暴”平均每三年发生一次。
介绍这些结果的新论文标题为“使用过去 14 个太阳周期的 aa 指数来表征极端地磁活动.”发表在杂志上地球物理研究通讯。主要作者是来自华威大学的 SC Chapman 博士。
也被称为。它们是由太阳的扰动引起的,该扰动将带电粒子发送到太空。当这些粒子撞击地球磁层时,就会引发风暴。
颗粒可以来自日冕物质抛射(芝商所),共同旋转相互作用区域(CIR),以及冠状洞它们发射出高速太阳风流,其传播速度是普通太阳风的两倍。
最有名的是卡灵顿活动1859 年的卡林顿事件也是有记录以来最强大的地磁风暴。这场风暴摧毁了世界各地的一些电报系统,引发了一些火灾,甚至震惊了一些电报员。
最近,1989 年魁北克的一场风暴扰乱了配电系统,并产生了强烈的极光,远至德克萨斯州以南都能看到。
随着我们的世界变得更加电子化,太阳风暴带来的风险越来越大。不仅是我们的配电系统,还有我们的全球通信系统。
我们的卫星可能是最脆弱的,现代社会对它们的依赖比许多人意识到的要多。据计算,像卡林顿事件这样强大的风暴如果发生在今天,将造成数十亿甚至数万亿美元的损失。
科学家对这些风暴感兴趣是因为需要预测它们。这篇新论文基于 150 年前的磁场数据。作者表示,他们可以检测到该时期有多少次强大的风暴,以及它们发生的频率。
(美国宇航局/斯蒂尔希尔)
在一个新闻稿华威大学核聚变、空间和天体物理中心的主要作者桑德拉·查普曼教授表示:“这些超级风暴是罕见事件,但估计它们发生的可能性是规划保护关键区域所需缓解水平的重要组成部分。国家基础设施。”
作者在论文中表明,在过去 150 年中,有 42 年(大约每三年)发生一次“严重”磁暴。强度更大的“大”超级风暴有 150 年中的 6 年发生一次,即大约每 25 年发生一次。通常这些风暴只会持续几天,但它们仍然会对现代技术造成很大的破坏。
超级风暴可能导致停电、扰乱或损坏卫星、扰乱航空并导致 GPS 信号和无线电通信暂时丢失。 (GPS 不仅仅用于导航。不管你信不信,现代银行系统严重依赖 GPS 来同步金融交易。)
查普曼说:“这项研究提出了一种处理历史数据的新方法,可以更好地了解超级风暴发生的可能性以及我们未来可能会看到的超级风暴活动。”
卡林顿事件并不是该研究的一部分,因为研究人员查看的数据并没有追溯到那么久远。他们的磁场数据来自地球的两端,来自英国和澳大利亚的站点。它涵盖了最后 14 个太阳周期,可以追溯到太空时代之前。
他们的分析表明,像卡林顿事件一样强大的超级风暴可能比想象的更常见,而且它们随时可能发生,几乎没有任何预警。
英国南极调查局太空天气负责人理查德·霍恩教授表示:“我们的研究表明,超级风暴发生的频率比我们想象的要高。不要被统计数据误导,它随时可能发生,我们只是简单地解释一下。”不知道什么时候,现在我们无法预测什么时候。”
这些风暴诞生于太阳,但可以通过观察地球表面磁场的变化来监测太空天气。地球上多个站的高质量数据可以追溯到 1957 年左右太空时代的开始。
科学家们知道,太阳的活动周期大约为 11 年,在这个周期中,太阳的强度会发生变化。问题是这些数据还不够。它只涵盖五个太阳周期。
为了更好地了解强大的太阳风暴及其发生率,需要跨越更多太阳周期的更大数据集。在这项新研究中,研究人员回溯到更早的时间。
他们看着aa 地磁指数,来自地球两端的英国和澳大利亚站点。 aa 指数抵消了地球的背景场,可追溯到 150 年前,即 14 个太阳周期。这是地球表面磁场变化的最长、几乎连续的记录。
(国际空间站远征 23 号机组人员)
该团队使用 AA 指数前百分之几的年平均值得出了结论。这就是他们如何发现“严重”超级风暴在 150 年中有 42 年发生,而更罕见但更强大的“巨大”超级风暴在 150 年中有 6 年发生的原因。
这意味着这些极端风暴每 25 年发生一次。例如,1989 年的风暴造成了严重的魁北克省停电是一场大风暴。
几年前,有一次险些失手的情况。 2012年,太阳因一次异常大且强烈的日冕物质抛射而释放出强大的爆发。对我们来说幸运的是,地球不在它的路径上。但数据显示,如果它袭击我们,那将是一场超级风暴。
(美国宇航局/GSFC/SDO)
人们对太阳和它为我们带来的太空天气越来越感兴趣。随着我们的经济和生活方式越来越依赖卫星、通信和电网,各国政府和机构已将了解和预测太空天气作为优先事项。
目前有多个航天器在研究太阳,包括 SOHO(太阳日光层观测站)、SDO(太阳动力学观测站)和帕克太阳探测器。这些航天器正在增强我们对太阳的了解,以及我们预测这些危险风暴的能力。