《地球生存手册》——如果太阳风暴袭击地球

国家空间天气监测预警中心 :韩大洋

生存手册有很多种,比如下图中这样的!最后面那本曾经是咱的挚爱读物,不过那都是十多年前的老皇历了。

再比如这种需要做滤镜处理才好意思出镜的XX手册,尽量远离。

今天要说的事情和现有的任何一本《生存手册》都无关,当然也不是《XX学生生存手册》,更不是当年2012的老梗,而是在今后若干年中,关系到人类社会稳定和发展,与大部分人息息相关的来自空间天气的攻击——太阳风暴。

在空间天气事件中它拥有着超高的战斗力,曾在一百多年前攻击地球并对输电网络造成毁灭性打击,1989年使得加拿大魁北克全省大停电,造成近40%航天任务直接失败,这就是我们今天要说到的太阳风暴对地球的攻击!

其实呢!太阳是由超高温的气体组成的,内部结构非常的复杂和不稳定,有点像我们在锅里面煮的玉米糊糊(口感味道大爱,低热量高纤维素减肥良品哟),太阳风暴相当于锅里面咕嘟咕嘟冒着的泡泡,至于这些泡泡什么时候形成!体积有多大!何时会突然破开!这些都是很随机的,一锅热乎乎的玉米糊糊都可以如此任性,何尝是太阳这位中年老帅哥呢,都用不着“一言不合”,随时都会对地球发动袭击!


美国2008年的科技报告称,现代人面临的自然事件风险中,除去小行星撞地球这等拥有灭绝之力的事件外,排第二位的灾害就是超强太阳风暴了,不是台风、地震、海啸,就是超强太阳风暴,来看看是什么样的攻击会对我们造成这么大的伤害?


第一波:太阳风暴先头侦查部队之电磁波!

攻击速度:光速

到达时间:太阳风暴爆发后8分钟

攻击目标:地球电离层

攻击强度:中等


随着太阳风暴的爆发,观测仪器首先捕捉到的就是耀斑,这个太阳上亮度超高的区域向外发出大量电磁波,简单说就是以光的形式发起攻击,处在地球高空的电离层中的电子在这个时候基本上就是一群受到惊吓的鸵鸟,时而把脑袋埋到土里时而慌不择路的狂奔。这样一来,原本稳定均匀的电子结构变得高低起伏,薄厚不均,短波通讯的信号因此中断,卫星信号变得不稳定,导致数据的传输错误率上升等问题。

太阳耀斑作为太阳风暴的“先头部队”首先破坏全球通讯

第二波:太阳风暴特种突袭部队之高能粒子!

攻击速度:上万公里每秒

到达时间:太阳风暴爆发后几小时

攻击目标:所有在轨卫星和航天器(宇航员)

攻击强度:高

高能粒子能够对运行在大气层外的人造卫星造成毁灭性的打击,轻松地穿透卫星的外部金属蒙皮,直接对电子元器件造成损害,不少卫星可以进入半休眠的“安全模式”进行抵抗,尽管如此,高能粒子带来的超高辐射强度仍引发了很多卫星故障。

高能粒子直接轰击人造卫星

第三波:太阳日冕物质——攻击主力部队展开正面攻势!

攻击速度:每秒近千公里

到达时间:太阳风暴爆发后一两天

攻击目标:磁层、大气层

攻击强度:超高

主攻部队的到达虽然晚一点,但是带来的攻击强度也是最高的,要以亿吨来计的太阳日冕物质和强磁场将吞没地球,地球磁层在挤压下严重变形,大气层也因此向外膨胀,对卫星运转环境造成进一步的影响。地球磁场的瞬间波动在远距离输电线路中制造出巨大的感应电流,这对变电站的变压设备的伤害可能是致命的。

伴随着红色极光,地磁暴到来,远距离输电线路承担极大感应电流


太阳风暴的攻击对象基本是人类的现代设施,集中在航天、电力等领域,越发达的国家所面临的风险就越高,索马里这类仍处在“原始时期”的国家基本不用担心太阳风暴的影响,尽管如此,地球面对如此等级的攻击,现有的防御手段都比较“尴尬”。

除了第一波以光速到达的电磁波攻击以外,第二、三波攻击我们都是有时间做出对应的!卫星就乖乖的“关机”(并不是把脑袋埋到土里就不管了)进入安全模式,宇航员就要进入对高能粒子有较强防护能力的舱段进行规避;在地面,电站提前进行降低输电功率甚至是短时停电,避开地磁暴活动,需要参考GPS精确导航的活动作业也应提前终止。

随着人类的不断发展,注定会受到越来越多的空间天气影响,当我们真正走出地球进入月球和火星时代后,空间天气预报将像现在的天气预报一样,成为我们身边必不可少的陪伴。

PS:太阳风暴攻击地球记录

1972年8月发生的太阳风暴,使大气平流层中的臭氧长期地减少了15%。而臭氧层对人类和生物起着重要的保护作用。

1989年3月的太阳风暴,致使美国GOES-7卫星的太阳能电池损失了一半的能源,从而卫星寿命减少一半;日本通讯卫星CS-3B异常,搭载在飞船上的备用命令电路损坏。

1989年9月29日的高能太阳质子事件中,协和航空公司的高空飞行旅客受到的辐射剂量相当于进行一次胸部X光检查,超过了警戒线。

1998年4月底至5月,太阳风暴不断。在此期间,多颗飞行器发生异常或者失效,最显著的是银河Ⅳ号通讯卫星的失效,它造成美国80%的寻呼业务的损失,无数的通信中断,并使金融交易陷入混乱。

当然,还有一百五多年前爆发的的卡林顿事件,这次太阳风暴的规模在超级太阳风暴中只能算迷你级别,如果它发生在现代社会,所造成的破坏将是非常巨大的,甚至是超乎想象的。所有卫星悉数故障或进入停机自保状态,全球通讯陷入瘫痪,这就意味着世界各国彼此之间陷入恐怖的“双盲”状态,谁也不知道别人在干什么,包括军事方面,后果可想而知。另外,电力系统的全面“崩溃”足以使人类社会陷入混乱,如果说现在的“wifi与空调之问”是一道困扰你的单选题,那太阳风暴袭击后的境地绝对是一道让你无从下手的终极大论述!


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