亚洲福利视频网站_亚洲美女av黄_91蜜桃婷婷狠狠久久综合9色_日韩一区二区电影在线

當(dāng)時(shí)，波士頓的一名接線員發(fā)出電報(bào)：“你能收到我發(fā)出的信息嗎？”很快就收到了位于波特蘭的接線員回復(fù)：“比插著電源線的時(shí)候好得啦！”

2012年1月23日太陽(yáng)爆發(fā)時(shí)的情景

2012年8月31日，日冕物質(zhì)拋射(CME)

脆弱的現(xiàn)代社會(huì)

而在2015年，世界已經(jīng)與1859年時(shí)的世界完全不同。現(xiàn)在全世界有超過(guò)80%的人口的生活需要依賴電力供應(yīng)。如果此時(shí)再發(fā)生一次卡靈頓事件，那將意味著什么？

我們可以從1989年發(fā)生的一次強(qiáng)度大約相當(dāng)于卡靈頓事件1/3的事件中得到有關(guān)這個(gè)問(wèn)題答案的一些啟示，看起來(lái)情況可能不會(huì)太好。

1989年的那次事件產(chǎn)生了強(qiáng)烈的地磁暴和強(qiáng)大的感應(yīng)電流。這股電流最終在加拿大魁北克地區(qū)電網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)了一處薄弱環(huán)節(jié)，在兩分鐘之內(nèi)，整個(gè)魁北克地區(qū)全部斷電。整個(gè)斷電持續(xù)超過(guò)12小時(shí)，導(dǎo)致當(dāng)?shù)貙W(xué)校和商業(yè)機(jī)構(gòu)全部關(guān)門，大量居民被困在電梯中，多倫多股票交易所也因此暫停營(yíng)業(yè)。

一次足夠強(qiáng)烈的太陽(yáng)爆發(fā)可以基本摧毀一個(gè)國(guó)家的電力網(wǎng)絡(luò)。以上提到的電力系統(tǒng)中的這個(gè)薄弱環(huán)節(jié)被稱作“超高壓變壓器”，其功能主要是用于將發(fā)電廠產(chǎn)生的高壓電轉(zhuǎn)換為可以供居民家用的低壓電，這是我們文明社會(huì)維持的根基。

然而不幸的是，這樣的設(shè)備太過(guò)笨重，難以運(yùn)輸并且必須定制。建造的過(guò)程常常需要數(shù)月的時(shí)間，等到完全安裝到位更是可以耗費(fèi)一整年的時(shí)間，所需費(fèi)用則可以高達(dá)1000萬(wàn)美元。因此完全可以理解電力公司不會(huì)儲(chǔ)備數(shù)量過(guò)多的此類備件。

而一次強(qiáng)烈的地磁暴引發(fā)的感應(yīng)電流將可以從這種設(shè)備內(nèi)部造成熔化，從而摧毀這種設(shè)備。2011年的一份評(píng)估報(bào)告認(rèn)為，如果發(fā)生一次強(qiáng)度僅為卡靈頓事件一半的太陽(yáng)爆發(fā)事件，僅在美國(guó)一地就將造成300臺(tái)超高壓變壓器損毀，這將導(dǎo)致超過(guò)1.3億人在長(zhǎng)達(dá)12個(gè)月的時(shí)間里陷入無(wú)電可用的境地。城市備用發(fā)電設(shè)施僅能在此后數(shù)天的時(shí)間里勉強(qiáng)維持城市供水以及排污系統(tǒng)的運(yùn)行。在那之后，我們將不再有干凈水源的供應(yīng)，排污系統(tǒng)也將陷入癱瘓。

我們也將可能丟失大量資金。我們的銀行系統(tǒng)是以電子數(shù)據(jù)的形式記錄存款人賬戶信息的，如果在地磁暴中銀行數(shù)據(jù)中心被破壞，那么數(shù)百萬(wàn)人的存款信息都將丟失。

在太空中，為我們的生活便利提供導(dǎo)航，通訊以及天氣預(yù)報(bào)服務(wù)的衛(wèi)星系統(tǒng)將處于危險(xiǎn)之中。高能粒子將摧毀衛(wèi)星電路系統(tǒng)，從而導(dǎo)致衛(wèi)星失效。

不過(guò)哈特菲爾德表示，對(duì)于國(guó)際空間站而言這樣的問(wèn)題并不存在。他說(shuō)：“我們對(duì)于我們的電力供應(yīng)系統(tǒng)非常非常小心謹(jǐn)慎。而這類事件我們也都做了預(yù)先考慮并設(shè)計(jì)有應(yīng)對(duì)方案。如果我們?cè)庥鎏?yáng)風(fēng)暴并引發(fā)短路事件，那么我們的太陽(yáng)能帆板將自動(dòng)與電池之間切斷通路。”然而還有其他的危險(xiǎn)。所有運(yùn)行在低地球軌道的衛(wèi)星，包括國(guó)際空間站以及中國(guó)的天宮一號(hào)這樣的載人航天器都有可能由于遭受拖拽效應(yīng)而減低軌道速度，這將導(dǎo)致它們面臨落入地球大氣層的危險(xiǎn)。

在一次強(qiáng)烈的太陽(yáng)爆發(fā)過(guò)后，由于大量來(lái)自太陽(yáng)的能量注入地球大氣層，大氣層將發(fā)生膨脹，這將導(dǎo)致低地球軌道附近的大氣濃度增加，從而增加在這里運(yùn)行的航天器面臨的飛行阻力。

哈特菲爾德表示：“濃度增加之后，低地球軌道上的衛(wèi)星將會(huì)被拖拽而減速。因此，此時(shí)我們要么選擇提升軌道，進(jìn)一步遠(yuǎn)離地球從而避開(kāi)更濃厚的大氣，或者我們就只能更加頻繁的啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行軌道高度維持。”

如果國(guó)際空間站不進(jìn)行這樣的軌道高度維持，那么最終的結(jié)果就是它將從天空墜落。而這正是此前美國(guó)的“天空實(shí)驗(yàn)室”(Skylab)空間站所經(jīng)歷過(guò)的事情——這一價(jià)值超過(guò)22億美元的空間站是國(guó)際空間站的先輩，不過(guò)在墜落之前它就已經(jīng)停止使用了。除此之外的相似事件還有“太陽(yáng)極大使者探測(cè)器”(SMM)，它在1989年的太陽(yáng)風(fēng)暴之后不久墜落，這真是非常諷刺，因?yàn)檫@顆衛(wèi)星的設(shè)計(jì)使命便是對(duì)這樣的太陽(yáng)風(fēng)暴進(jìn)行探測(cè)。

額外的能量也會(huì)導(dǎo)致地球電離層的膨脹，而這是地球廣播信號(hào)傳播所必須依賴的圈層。增厚的電離層將產(chǎn)生湍動(dòng)，從而導(dǎo)致信號(hào)傳播的延遲。這樣的延遲將產(chǎn)生廣泛影響，比如GPS服務(wù)，其必須依賴于精度達(dá)到數(shù)十億分之一秒的傳輸時(shí)間精度，這樣的信號(hào)延遲對(duì)于GPS服務(wù)將是災(zāi)難性的。

在接下來(lái)，這樣的事件甚至對(duì)于生命本身都會(huì)造成直接傷害。太陽(yáng)耀斑會(huì)產(chǎn)生各種輻射，從可見(jiàn)光到紫外再到X射線波段。這種爆發(fā)產(chǎn)生的粒子流在一般情況下會(huì)被地球磁場(chǎng)所阻擋，但在經(jīng)歷一次太陽(yáng)風(fēng)暴的狂轟濫炸之后，地球磁場(chǎng)強(qiáng)度將會(huì)減弱，這就給了太陽(yáng)輻射的入侵以可乘之機(jī)，此時(shí)地球上來(lái)自太陽(yáng)的輻射通量將會(huì)上升。

在高空飛行的人，如乘坐航班的旅客將比地面上的居民遭受更高的輻射劑量。在2003年的一次強(qiáng)烈太陽(yáng)耀斑爆發(fā)之后，一項(xiàng)針對(duì)當(dāng)時(shí)高空飛行旅客遭受輻射劑量情況的研究顯示，在那些途徑極地上空的航班，如北京到華盛頓之間的航班上，旅客一次飛行期間遭受的輻射劑量將達(dá)到安全指標(biāo)下年輻射劑量的70%！

不過(guò)，情況也可能并非如我們所想象的那么糟糕。輻射劑量的安全指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)是刻意保守的，事實(shí)上根本無(wú)法判斷這樣的低劑量輻射下對(duì)人體可能產(chǎn)生的影響，因?yàn)檫@種影響太過(guò)輕微。根據(jù)2008年發(fā)表的一項(xiàng)有關(guān)輻射風(fēng)險(xiǎn)的研究報(bào)告，來(lái)自太陽(yáng)風(fēng)暴的輻射導(dǎo)致旅客患上癌癥并死亡的風(fēng)險(xiǎn)幾率大致和我們駕車行駛186英里(約合300公里)并發(fā)生車禍死亡的幾率相當(dāng)，而后者是我們每天都會(huì)毫不猶豫去做的事情。

相比之下，在太空軌道上的宇航員們所遭受的風(fēng)險(xiǎn)還要更大一些。當(dāng)太陽(yáng)爆發(fā)發(fā)生時(shí)，國(guó)際空間站上的輻射通量將會(huì)達(dá)到峰值，此時(shí)宇航員們將集中到空間站最核心的位置，從而盡最大可能規(guī)避高劑量的太空宇宙輻射影響。

除了我們?nèi)祟愔猓渌部赡茉馐苡绊憽？茖W(xué)研究已經(jīng)知道很多動(dòng)物是依靠地球磁場(chǎng)識(shí)別方向并導(dǎo)航的。強(qiáng)烈的太陽(yáng)爆發(fā)引發(fā)的地球磁場(chǎng)紊亂則可能使它們迷失方向。

盡管這方面的研究很少，但的確存在。2015年的一項(xiàng)研究觀察了空間天氣對(duì)蜜蜂群落產(chǎn)生的影響。結(jié)果顯示在3年的時(shí)間里，在太陽(yáng)爆發(fā)期間迷路的蜜蜂數(shù)量是正常時(shí)期的3倍以上。

一些長(zhǎng)途飛行的鳥(niǎo)類也具有對(duì)地磁場(chǎng)方向的識(shí)別能力。比如知更鳥(niǎo)似乎就能夠直接“看到”地球磁場(chǎng)。遺憾的是似乎到目前為止還沒(méi)有人研究過(guò)太陽(yáng)風(fēng)暴的發(fā)生是否影響到了這種鳥(niǎo)類的導(dǎo)航能力。因此，為了以防萬(wàn)一，很多鴿子比賽的參賽者都會(huì)在賽事開(kāi)始之前幾天致電美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局(NOAA)的空間天氣預(yù)報(bào)中心確認(rèn)太陽(yáng)風(fēng)暴活動(dòng)的情況，以便及時(shí)調(diào)整自己的日程安排。

藝術(shù)示意圖：沖向地球的太陽(yáng)風(fēng)暴

正在太空運(yùn)行的“高新化學(xué)組成探測(cè)器”(ACE)

卡靈頓事件會(huì)再次發(fā)生嗎？

到現(xiàn)在為止已經(jīng)可以非常清楚的確定，如果現(xiàn)在再次發(fā)生一次類似卡靈頓事件那樣的劇烈太陽(yáng)爆發(fā)將對(duì)我們的生活產(chǎn)生極為嚴(yán)重的影響，但遺憾的是我們不知道這樣的事情何時(shí)會(huì)再次發(fā)生。

太陽(yáng)活動(dòng)擁有大約11年的周期性，從平靜的“太陽(yáng)極小年”到狂暴的“太陽(yáng)極大年”，然后再周而復(fù)始。因此你或許會(huì)認(rèn)為強(qiáng)烈的耀斑爆發(fā)應(yīng)該會(huì)出現(xiàn)在太陽(yáng)極大年，但事實(shí)并非總是如此。

英國(guó)國(guó)家氣象辦公室空間天氣項(xiàng)目主管凱瑟琳·伯奈特(Catherine Burnett)表示：“這兩者之間絕對(duì)不存在任何相關(guān)性。極端的太陽(yáng)活動(dòng)可能會(huì)發(fā)生在任何時(shí)間。事實(shí)上，當(dāng)卡靈頓事件發(fā)生時(shí)正值太陽(yáng)活動(dòng)極小年。”

由于像卡靈頓事件這樣的極端事件極其罕見(jiàn)，因此在缺乏足夠案例的情況下極難評(píng)估其發(fā)生的頻率有多高。然而在2012年，美國(guó)加州圣迭戈“預(yù)測(cè)科學(xué)”(Predictive Science)機(jī)構(gòu)的皮特·萊利(Pete Riley)仍然在這方面取得了一些進(jìn)展。

萊利從那些較為緩和的空間天氣事件案例中尋找隱含的模式，并據(jù)此推斷更嚴(yán)重事件發(fā)生的概率。根據(jù)他的估算結(jié)果，在未來(lái)10年內(nèi)太陽(yáng)上再次發(fā)生類似卡靈頓事件那樣的嚴(yán)重爆發(fā)的概率大約是12%。

不過(guò)也有好消息，那就是如果那樣的事情再次發(fā)生，那么我們將會(huì)提前得到預(yù)警消息。

太陽(yáng)耀斑影響的傳播速度是光速，因此當(dāng)我們看到耀斑發(fā)生時(shí)，其影響已經(jīng)抵達(dá)地球。因此對(duì)其開(kāi)展預(yù)報(bào)的唯一途徑便是估算某個(gè)太陽(yáng)黑子會(huì)產(chǎn)生耀斑爆發(fā)的概率有多少。由于纏繞的太陽(yáng)磁感線更容易被崩斷，我們可以通過(guò)觀察某一黑子磁場(chǎng)的“復(fù)雜度”來(lái)預(yù)估耀斑發(fā)生的概率高低。

另外一個(gè)好消息則是關(guān)于日冕物質(zhì)拋射(CME)的。一次CME事件拋射的物質(zhì)抵達(dá)地球需要96小時(shí)。為了提早發(fā)生它們，研究人員會(huì)仔細(xì)搜索太陽(yáng)的高分辨率圖像，尋找太陽(yáng)耀斑發(fā)生的跡象，CME通常會(huì)與太陽(yáng)耀斑一同發(fā)生。

隨后科學(xué)家們就會(huì)使用超級(jí)計(jì)算機(jī)對(duì)CME拋射物質(zhì)的速度和密度進(jìn)行模型計(jì)算，進(jìn)而計(jì)算出其抵達(dá)地球的時(shí)間并判斷其是否是一次強(qiáng)度較高的事件。不過(guò)這樣的過(guò)程仍然是不盡完善的。伯奈特表示：“事實(shí)是，我們不清楚這樣一次CME事件是否會(huì)對(duì)地球造成影響，直到它即將沖擊地球時(shí)，我們才會(huì)意識(shí)到地球?qū)?huì)遭受影響。”

空間天氣研究人員們依賴于一顆名為“高新化學(xué)組成探測(cè)器”(ACE)的探測(cè)器，其可以測(cè)定CME事件中拋射物質(zhì)的磁場(chǎng)方向。當(dāng)這些拋射物質(zhì)途徑ACE探測(cè)器附近時(shí)，其距離地球只剩下大約15分鐘的預(yù)警時(shí)間了。

伯奈特表示：“如果這些物質(zhì)磁場(chǎng)的方向是朝南的，那么它將會(huì)影響地球。如果是朝北的，那么它就不會(huì)影響地球，而是將繞過(guò)地球磁場(chǎng)，我們根本不會(huì)感受到它的存在。”

隨著現(xiàn)代人類社會(huì)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的依賴性與日俱增，我們也正在增加未來(lái)發(fā)生嚴(yán)重太陽(yáng)爆發(fā)時(shí)可能產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)的可能性。如果沒(méi)有了計(jì)算機(jī)，電力供應(yīng)或是抽水馬桶，世界大部分地區(qū)人們的生活水平將會(huì)在一夜之間被打回到18世紀(jì)。看來(lái)，是時(shí)候在家里囤上幾節(jié)干電池，或是在床單下藏一些現(xiàn)金了。(晨風(fēng))