太阳风暴如何破坏我们的生活

尽管太阳与地球相距 1.5 亿公里，但它的作用不仅仅在于照亮我们的道路，还影响着我们的电网，甚至我们的交通。

研究太阳与地球之间复杂相互作用的科学学科被称为“太空天气”。其目的是了解、量化并尽可能预测太阳对太空和地面基础设施的影响。那么，这些风险是什么?太阳如何影响人类活动?最重要的是，我们如何预测并保护自己免受其害?

野外电报

这一切都要追溯到太空天气中所谓的卡灵顿事件。1859 年，人们在极低纬度地区(最南至古巴)观测到了极光，而这种现象通常发生在极地地区。尽管 19 世纪的技术很少，但当时的电报数量足以见证异常的干扰。信号系统即使断电也能继续发送信息。科学家将这种现象称为“天体电池”，因为正是极光产生的电场为电路供电。

其他历史事件也值得一提，例如 1989 年魁北克停电数小时，或 2003 年万圣节风暴，瑞典南部的马尔默镇遭受了同样的后果。根本原因始终相同：太阳风暴及其与地球的相互作用。

太阳如何与地球相互作用?

太阳不断向我们发送电磁辐射，还有被称为太阳风的粒子。这些粒子主要是电子和质子。当发生大型太阳耀斑时，会喷射出大量等离子体(由带电粒子组成)：这被称为日冕物质抛射。当这些粒子向地球发射时，它们首先会遇到地球磁场，地球磁场就像一道盾牌，保护我们免受这些粒子的伤害。然而，这些粒子有时会设法穿透这道保护屏障，与我们的高层大气相互作用。这就是所谓的地磁风暴。

带电粒子与高层大气中的分子和原子(如氧气和氮气)相遇，产生了极光这种发光现象。因此，这些极光是肉眼可见的证据，证明太阳与地球之间的相互作用确实存在。

当今科学家面临的主要困难是这些日冕物质抛射难以预测。因此很难知道它们何时会发生以及它们是否会对地球产生影响。然而，我们确实知道太阳的活动遵循大约 11 年的周期，在周期中间达到活动高峰。正是在这个活动最活跃的时期，我们看到最多的太阳耀斑。事实上，我们目前正在经历当前太阳周期的活动高峰，预计高峰期将在 2025 年。

除了这个周期之外，“活跃”区域的存在是太阳发射这种粒子流的可能性的标志。它们之所以被称为太阳黑子，是因为在可见光下它们看起来比太阳盘的其余部分更暗。太阳黑子还必须位于地球前方，它发射的粒子才能到达我们的星球。

太阳活动高峰和低纬度极光观测：最近事件的回顾。2024 年 5 月 10 日，我们甚至在法国都能观测到极光。而这些极光确实是由向地球方向发射的几次日冕物质抛射造成的。

具体来说，对地球有什么影响?

有好几种情况。许多行业都受到影响，系统也受到不同程度的影响。第一个例子是电网，它受到地磁风暴产生的地磁感应电流的影响。这些电流与导体中已经存在的电流叠加，导致网络中断，有时甚至停电。

但受影响的不仅仅是电网，管道和铁路网络也是如此。另一个例子是航空业。日冕物质抛射期间太阳发出的高能粒子可能会影响航空业。这些粒子可以直接穿透飞机系统并造成暂时或永久性损坏。如果发生重大地磁事件，这些粒子可能会照射乘客和机组人员。

这里可以举出的另一个例子与日常设备有关。手机、联网手表、汽车和许多其他设备都使用卫星定位系统(如 GPS 或欧洲同类产品 Galileo)来定位自己。这些系统可能会受到地磁风暴的干扰，导致精度误差和位置偏移，范围从几米到几百米，这可能会非常麻烦。

同样，卫星和高频通信也会受到地磁风暴的影响，也会受到太阳辐射爆发的影响。因此，航运、军事和金融等领域也会受到这些事件的干扰。

调整社会以更好地预防太阳风暴

由于所有系统都是相互关联的，这些不同的中断可能会产生严重的经济和社会后果，并产生连锁反应。因此，如果一个电网瘫痪，所有依赖它的系统也会瘫痪，不仅会直接影响基础设施，还会对我们的日常生活产生直接影响。这引发了许多问题：我们是否意识到了这种风险?如果我们的技术设备停止工作几个小时或几天，或者更糟的是，如果一个地区长时间停电，我们会如何应对?

所有这些问题都至关重要，不仅太空气象界，各国政府也都对此十分重视，并正在制定解决方案，以防止这些风险并将损害降至最低。正是这种预防措施以及美国负责观测大气和海洋的机构 NOAA 的准确预测，使得操作员能够在 2024 年 5 月 10 日的事件中将损害限制在最低限度。然而，虽然这次损害有限，但如果下一次太阳耀斑更严重或科学家无法预见，后果可能会有所不同。这将使操作员没有时间采取安全措施，从而导致损害肯定会更加严重。

目前，安盛保险资助的一项研究正在对所有这些问题进行深入分析。研究的目的是让保险行业和社会其他部门更多地了解这些太空天气风险，以便更好地理解它们、更好地预测它们、量化它们的后果并尽量减少它们。因此，就像我们观看天气预报以了解天气状况一样，科学家们正在查阅专门的公告和应用程序以了解即将到来的太阳风暴。也许很快我们所有人的手机上都会有太阳风暴警报。