极端太阳风暴或将造成灾难性后果 美国白宫作出应对策略

　　来源：华盛顿邮报

　　2012年4月16日曾发生剧烈的日珥爆发。图片来源：NASA/GSFC/SDO/Rex Shutterstock

　　提到“天气”，其并不局限于地球上的云、风、高温、严寒和降水系统。太阳表面也产生其自身的天气，或称之为“空间天气”，频繁地喷射等离子体波轰击地球大气层。

　　人们主要担心以下问题：在有生之年，太阳可能会喷射大量的磁化等离子体，严重破坏重要的电力系统、卫星、航天器和通信服务。

　　美国白宫意识到了极端的太阳风暴可能对国家安全和活力产生危害，并于数日前发布了一项应对策略，旨在通过机构间协作应对空间天气威胁。

　　“我们需要建造一个全国范围内紧密的网络进一步认识和应对空间天气，于是出台了该计划，”白宫科技政策办公室（Office of Science and Technology Policy, OSTP）空间天气主任助理Bill Murtagh说到，“这是目前真实存在的威胁”。

　　美国国家大气海洋局（NOAA）、国土安全部和白宫科技政策办公室，负责组织了来自7个内阁级部门（Cabinet-level department）、13个研究机构及其分支机构的人员制定了该计划。

　　Murtagh称，随着时间推移，政府部门官员以及电力、电信、和应急管理部门的代表们渐渐意识到空间天气可能带来的风险，在这样的背景下，出台了该计划。

　　绝大多数情况下，太阳风暴的发生比较规律，也较为温和，其发生时我们在高纬地区可以看到壮丽的极光；而科学家们惧怕的极端事件则比较罕见。目前地球上的基础设施尚未经过极端太阳风暴的检验，但是，基于对最近太阳活动的观测和历史记录，科学家们认为可能会发生极端的太阳风暴。

　　2012年，NASA称，太阳喷射了两个巨大的等离子体云，几乎要与地球遭遇并造成灾难性影响。“如果与地球遭遇，我们截至现在还在收拾残局。”在此次太阳风暴发生两年后，科罗拉多大学物理学家Daniel Baker对NASA说到。

　　两年前的太阳风暴如何差点对地球造成灾难性影响

　　NASA称，极端太阳风暴对我们造成的直接影响是电力供应中断等。更麻烦的是，据研究显示，未来10年有12%的机会发生上述情况。

　　记录在册的对地球影响最为严重太阳风暴事件，被称为“卡林顿事件”（Carrington Event），发生于1859年9月，那个年代尚无电网和卫星网络存在。

　　根据历史记载，“卡林顿事件”期间，南至古巴和夏威夷地区都可以看到北极光。NASA提到，此次太阳爆发使得全球电报线路闪火花，有些电报办公室发生了火灾。

　　美国国家科学院（National Academy of Sciences）2008年的一项研究显示，如果现在发生与“卡林顿事件”类似级别的事件，将造成超过2万亿美元的经济损失，是“卡特里娜”飓风的20倍。

　　白宫制定的上述计划中，一个关键内容即建立空间天气事件基准（benchmark）。该计划指出，该基准“将为认识空间天气造成的影响、开发有效的减缓措施、加强应对和恢复规划并认识风险提供参考”。

　　最近一些研究显示，有历史证据证明，太阳产生过“超级耀斑”，即比现代观测到的太阳耀斑剧烈1000倍的耀斑。

　　科学家发现“超级耀斑”证据，“吹走”所有肉眼看到的东西

　　“我们需要理解这些风暴的剧烈程度”，Murtagh说到，“我们需要对相关数据做出定义，并将其交给工业界和其他尝试保护资产的部门，以使其制定保护措施。”

　　该计划还征集对美国国内各系统面对这些风暴的脆弱性进行评估。一个关键但未被深入认识的问题是，极端太阳风暴将对电网造成多么严重的影响？

　　2008年美国国家科学院的那份报告提到，极端太阳风暴可能导致长达数月或更长时间的供电中断，因为更换变压器需要很长的时间。代表着工业界的北美电力可靠性公司（North American Electric Reliability Corporation, NERC）2012年的一份报告则称，并没有那么可怕，地磁风暴更可能会引起暂时停电和短期的电力损失，而非持续的损失。

　　Murtagh解释道，此类评估工作是一项巨大的任务，因为很多因素都会影响到电网各方面的脆弱性，包括物理位置、地质学以及设备寿命。美国南部部分地区最近没有经历过重大的太阳风暴，所以未能很好认识到其对于电力系统的影响。“我们要更加深入地认识全国范围内电网系统的脆弱性，”Murtagh说到。

　　空间天气造成的一个令人恐惧的影响是，基于现有监测能力，在极端事件发生前，预报人员几乎不能提前预报。

　　NOAA最近将深空气候天文台（Deep Space Climate Observatory, DSCOVR）卫星安排就位，该卫星可以测量具有潜在威胁的太阳风的强度，但仅仅可以提供15-60分钟的预警时间。

　　新卫星DSCOVR将监测具有潜在威胁的太阳风

　　“该计划一个关键部分是，确保我们在地面和空间有一套运行中的仪器，为国家提供对空间天气的实时测量。”Murtagh说到。

　　该计划的目标5中，将通过推动对空间天气的认识和预报提高空间天气相关服务，不仅包括如何增强监测能力，还包括提高计算机建模能力。

　　“我们开展的研究旨在提高对这些空间事件的建模能力，以提前数天认识到日冕物质抛射（等离子体波）袭击地球时的情况，”Murtagh说到。

　　该计划还重点强调加强国际合作，因为在这些空间天气事件面前，全球范围都较为脆弱，通过开展政府间和双边合作来应对威胁，这种趋势越来越明显。“该策略的一个重要部分就是与来自全世界的朋友开展合作。”Murtagh说到。

　　作为NOAA空间天气预报中心（Space Weather Prediction Center）的退休首席预报员（lead forecaster）和Capital Weather Gang栏目的空间天气专家，Joe Kunches认为，在提高国家应对严重空间天气的能力方面，该计划是非常积极的一步。

　　“（该计划）对于应对空间天气问题大有帮助；会对每个个体产生影响，但是个体没有能力独自执行缓解策略，”Kunches说到，“政府机构必须站出来主导这项行动。”

　　英文链接：http://www.msn.com/en-us/news/weather/the-devastating-potential-of-an-extreme-solar-storm-and-what-the-white-house-is-doing-about-it/ar-BBmDt5q?li=BBgzzfc&ocid=mailsignout

　　（供稿：论证中心战略办）