我们真正需要担心的是引发极光的太阳风暴
我们知道太阳活动引起的地磁风暴会破坏关键基础设施,但识别危险的地磁风暴并不容易。
太阳风暴摧毁电网和海底电缆的风险——甚至可能摧毁文明——取决于它撞击地球磁场的角度和当地的夜晚时间。毫不奇怪,冲击波的强度也很重要,但新的研究强调了太阳风不规则到达角度的影响。这项工作将改善对哪些冲击波最危险的预测,从而可以制定缓解措施。
太阳位于大多数人经历过的主要影响是。一些无线电通信被中断,没有造成重大损害。然而,显示出很多东西而且我们的技术也让我们比以前任何时候都更加脆弱。
尽管极光最终是日冕物质抛射 (CME) 将等离子体从太阳上抛射出来的产物,但大多数 CME 不会造成极光,更不用说造成破坏了。这是因为绝大多数 CME 都远离地球——太阳系很大,而我们只是一个很小的目标。当某物撞击地球磁场时,通常它的角度足够大,会产生擦击,而不是直接撞击。这会削弱极光的威力,但由于负面影响较少,我们对它们是如何受到影响的了解较少。
日冕物质抛射最近成为更大威胁的原因是它们可以在很长的导电材料中产生电流。当一根长矛是世界上最长的金属片时,这没什么大不了的,但现代电力线和管道就不同了。
“极光和是由类似的太空天气驱动因素引起的,”美国宇航局戈达德太空飞行中心的丹尼·奥利维拉博士在一份声明中表示。前沿新闻“极光是一个视觉警告,表明太空中的电流可以在地面上产生这些地磁感应电流。”
大多数极光只出现在极地地区,但今年 5 月,它们出现在纬度.感应电流在磁极附近也最常见。
即使是像澳大利亚珀斯这样远离极地的地方,五月也能欣赏到壮丽的极光。
极光的产生是由于来自太阳的粒子到达地球磁场,地球磁场改变它们的路径,使其向磁极移动,然后。然而,次要机制是所谓的“行星际冲击”挤压我们的磁场,这是由太阳风的密度和温度变化引起的。后者产生了地面电流。
奥利维拉说:“可以说,对电力基础设施最严重的有害影响发生在 1989 年 3 月一场严重的地磁暴之后——加拿大魁北克水电系统关闭了近九个小时,导致数百万人断电。”
奥利维拉 (Oliveira) 及其同事将 1999 年至 2023 年间发生的 332 次冲击的角度和时间与芬兰曼赛拉 (Mäntsälä) 天然气管道中产生的电流进行了比较。
最强的电流(超过 20 安培)是在冲击最直接的时候产生的,而在午夜左右,当磁场位于曼萨拉和太阳之间。不出所料,这些事件与强烈的极光同时发生,但在这个纬度,极光更为常见。
奥利维拉说:“当曼萨拉位于当地时间黄昏左右时,扰动影响发生后不久就会出现中等强度的洋流,而更强烈的洋流则出现在当地时间午夜左右。”
冲击波从太阳传播到地球需要几天的时间,但是大部分时间我们都无法精确预测它们的到来,这让极光追逐者非常沮丧。
然而,根据奥利维拉的说法,冲击波角度在两小时前就已经足够为人所知。这比 NASA 提前半小时发出的警告有用得多。
然而,奥利维拉及其同事使用的数据并未揭示冲击角度与电流产生前的延迟之间的密切关系。除非有其他方法可以解决这个问题,否则基础设施可能需要在每次冲击后保持安全模式的时间比理想时间更长。
“尽管曼萨拉位于关键位置,但它并不能提供全球情况。此外,在调查期间,曼萨拉的数据缺失了几天,这迫使我们放弃冲击数据库中的许多事件。如果全球电力公司能够让科学家获取其数据以供研究,那就太好了,”奥利维拉指出。这个团队可能不是第一个发现那些非常关心公共利益、愿意分享专有信息的人很少进入商业。
本研究成果于天文学和空间科学前沿。