根據一項新的研究,太陽風暴每25年襲擊地球一次,其威力足以對電子裝置造成嚴重破壞。威力較小但仍然危險的太陽風暴每三年左右發生一次。這一結論來自沃裡克大學和英國南極考察隊的一組科學家。
這些強大的風暴可以破壞電子裝置,包括通訊裝置、航空裝置、電網和衛星。研究小組確定了兩種型別的強磁暴:“超級大風暴”是最強的,平均每25年發生一次。較弱但仍然危險的“嚴重風暴”平均每三年發生一次。
發表在《地球物理研究快報》雜誌上的這篇新論文的標題是“利用過去14個太陽週期的aa指數來描述極端地磁活動”。第一作者是華威大學的查普曼博士。
太陽風暴也被稱為地磁暴。它們是由太陽將帶電粒子送入太空的擾動引起的。當這些粒子撞擊地球的磁層時,就會引起風暴。這些粒子可能來自日冕物質拋射(CME)、同旋轉相互作用區(CIR)和日冕洞,它們釋放出的高速太陽風的速度是普通太陽風的兩倍。
最著名的地磁風暴是1859年的卡靈頓事件。卡靈頓事件也是有記錄以來最強的地磁風暴。這場風暴摧毀了世界各地的一些電報系統,引發了一些火災,甚至震驚了一些電報運營商。
隨著我們的世界變得更加電子化,太陽風暴帶來的風險也越來越大。不僅是我們的配電系統,還有我們的全球通訊系統。我們的衛星可能是最脆弱的,現代社會比許多人意識到的更依賴它們。據計算,一場像卡靈頓事件一樣強大的風暴,如果今天發生的話,將造成數十億甚至萬億美元的損失。
科學家之所以對這些風暴感興趣,是因為需要對它們進行預測。這篇新論文基於150年前的磁場資料。作者說,他們可以探測到在那個時間段內有多少強風暴,以及它們發生的頻率。
在他們的論文中,作者們指出,在過去150年中,“嚴重”磁暴發生了42次,大約每三年一次。更強大超級風暴在150年中發生了6次,大約每25年一次。通常這些風暴只持續幾天,但它們仍然會對現代科技造成很大的破壞。超級風暴會導致電力中斷、衛星中斷或損壞、航空中斷,並導致GPS訊號和無線電通訊暫時中斷。
卡靈頓事件並不是研究的一部分,因為研究人員觀察的資料並沒有那麼久遠。他們的磁場資料來自地球的兩端,來自英國和澳洲的氣象站。它涵蓋了過去14個太陽週期,可以追溯到太空時代之前。
他們的分析表明,像卡靈頓事件這樣強大的超級風暴可能比想象中的更為普遍,而且它們隨時都可能發生,幾乎沒有任何預警。
英國南極調查局的太空氣象專家理查德·霍恩教授說:“我們的研究表明,超級風暴發生的頻率比我們想象的要高。不要被資料誤導,它隨時可能發生,我們只是不知道什麼時候,現在我們也無法預測什麼時候。”
這些風暴產生於太陽,但太空天氣可以通過觀察地球表面磁場的變化來監測。從1957年太空時代開始,地球上的多個觀測站就有高品質的資料。科學家們知道太陽大約有一個11年的活動週期,在這個週期中太陽的強度是變化的。
要更好地了解強烈的太陽風暴及其發生率,需要更大的資料集,涵蓋更多的太陽週期。在這項新研究中,研究人員追溯了更久遠的過去。他們研究了aa地磁指數,該指數來自英國和澳洲。
aa指數抵消了地球的背景場,可以追溯到150年前,也就是14個太陽週期。這是地球表面磁場變化的最長、幾乎連續的記錄。
研究小組使用了aa指數前幾個百分點的年平均值得出結論。這就是為什麼他們發現150年中有42次發生了“嚴重”的風暴,而在150年中有6次發生了更罕見但更強大的超級風暴。
2012年,太陽爆發了一次巨大而強烈的日冕物質拋射。幸運的是,地球不在它的路徑上。但資料顯示,如果它襲擊了我們,那將是一場超級風暴。
人們對太陽和它給我們帶來的太空天氣越來越感興趣。隨著我們的經濟和生活方式越來越依賴衛星、通訊和電網,各國政府和機構已將了解和預測太空天氣作為優先事項。
目前有幾個航天器正在研究太陽,包括太陽日球觀測站(SOHO)、太陽動力學觀測站(SDO)和帕克太陽探測器。這正在增加我們對太陽的了解,以及我們預測這些危險風暴的能力。