摘要：在14個太陽週期即150年的長度內一種較強的太陽風暴“超級大風暴”在此期間發生了6次，即平均每25年發生一次；另一種較弱的但也很危險的“超級風暴” 發生了42次，即平均每3年發生一次。有史以來最強的太陽風暴被稱為卡林頓事件。雖然通過資料得到了太陽風暴發生的頻率，但一項研究說明超級大風暴的發生頻率可能會更高，我們還不能預測它們會什麼時候發生。這些強大的風暴會破壞電子裝置，包括通訊裝置，航空裝置，電網和衛星，政府和機構需要將理解和預測太空天氣放在首位。

(NASA/GSFC/SDO)

根據研究，每25年一次的太陽風暴足以對地球上的電子裝置造成巨大的破壞。而且威力較小但同樣危險的風暴每三年左右發生一次。

這個結論來自於華威大學和英國南極調查局的一個科學家團隊。

這些強力風暴可以使包括通訊裝置、航空裝置、電網和衛星在內的電子裝置中斷執行。

該團隊對兩種強力電磁風暴進行了識別：“超級大風暴”是威力最大的，平均25年發生一次。威力較弱但同樣危險的“超級風暴”平均每三年發生一次。

提出這些結果的新論文標題是：“使用過去14個太陽週期的aa指數來描述極端的地磁活動。”該研究發表在《地球物理研究快報》雜誌上。第一作者是華威大學的查普曼博士。

太陽風暴也被稱作地磁風暴。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，甚至嚇到了一些電報員。

1989年魁北克的一場風暴破壞了電力分配系統，併產生了強大的極光，甚至在德克薩斯州南部這麼遠的地方都能看到。

(ISS Expedition 23 crew)

隨著我們的世界越來越緊密地聯絡在一起，太陽風暴帶來的風險也越來越大。不僅是我們的電力分配系統，還有我們的全球通訊系統。

我們的衛星可能是最脆弱的，而且現代社會比很多人所意識到的要更依賴它們。據計算，像卡靈頓這樣強大的風暴，如果發生在今天，將會造成數十億，甚至是數萬億美元的損失。

科學家對這些風暴感興趣，因為他們需要預測風暴。這篇新論文是基於150年前的磁場資料。作者說他們可以探測到在那段時間裡有多少強風暴，以及它們發生的頻率。

(NASA/Steele Hill)

在一份新聞稿中，來自華威大學核聚變、空間和天體物理中心的第一作者桑德拉·查普曼教授說：“這些超級風暴是罕見的事件，但評估它們發生的機率是制定減損策略的重要部分，這是保護重要的國家基礎設施所必需的。”

在他們的論文中，作者指出，在過去的150年裡，“嚴重的”磁暴發生了42次，大約每三年一次。在150次超級風暴中，威力更大的發生過六次，也就是大約每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。（GPS不僅僅是用來導航的。信不信由你，現代銀行系統嚴重依賴GPS來同步金融交易。）

查普曼說：“這項研究提出了一種處理歷史資料的新方法，以便更好地了解超級風暴發生的機率以及未來我們可能看到的超級風暴活動。”

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於地球的另一端，來自英國和澳洲的氣象站。它覆蓋了過去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更常見，它們可以在任何時候發生，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，而且現在我們也無法預測什麼時候。”

這些風暴起源於太陽，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，地球上的多個空間站就能獲取高品質的資料。

科學家們知道太陽大約有一個11年的週期，在這個週期中太陽的強度是變化的。問題是沒有足夠的資料。它只覆蓋了5個太陽週期。

要更好地了解強烈的太陽風暴及其發生率，需要涵蓋更多的太陽週期的更大的資料集。在這項新研究中，研究人員回溯到更早的時代。

他們研究了aa地磁指數，該指數來自英國和澳洲，位於地球的兩端。aa指數抵消了地球的背景場，回溯到150年前，即14個太陽週期。這是地球表面磁場變化時間最長、幾乎連續的記錄。

研究小組使用aa指數前幾個百分點的年平均值來得出結論。這就是為什麼他們發現在150年中有42年發生了“嚴重的”超級風暴，而在150年中有6年發生了更罕見但更強大的“超大”超級風暴。

這意味著這些極端風暴每25年發生一次。例如，1989年導致魁北克大停電的風暴是一場大風暴。

幾年前，有一次差點就錯過了。2012年，太陽從異常巨大而強烈的日冕物質拋射中釋放出了強大的能量。對我們來說幸運的是，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。

(NASA/GSFC/SDO)

人們對太陽和它所帶給我們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靠於衛星、通訊和電網，政府和機構已經把了解和預測太空天氣當成一項優先任務。

現在有一些航天器正在研究太陽，包括SOHO（太陽日光層觀測站）、SDO（太陽動力學觀測站）和帕克太陽探測器。這些航天器增進了我們對太陽的了解，增強了我們預測危險風暴的能力。

相關知識

太陽風特指由太陽上層大氣射出的超高速等離子體流。非出自太陽的類似帶電粒子流也常稱為“恆星風”。 在太陽日冕層的高溫下，氫、氦等原子已經被電離成帶正電的質子、氦原子核和帶負電的自由電子等。這些帶電粒子運動速度極快，以致不斷有帶電的粒子掙脫太陽的引力束縛，射向太陽的外圍，形成太陽風。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

FY: 再來一碗