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準備好迎接下一波強烈太陽風暴了嗎?

1859年9月,在一個比平均活動程度還低的太陽活動週期前夕,太陽表面發生了一個數世紀以來最強烈的太陽風暴,風暴中的高能粒子大概是500年來能量最高的,科學家至今仍不知該如何為它歸類。當這股太陽風暴席捲至地球附近時,不僅引起一些電報機關發生火災導致全球電報通訊中斷了1-2天之久,且因太陽風暴所引發的北極光之強,連在古巴或夏威夷這樣低緯度的地方都觀察得到。由於天文學家卡林吞(Richard Carrington)恰好觀察到這個驚人的閃焰爆發,因此1859年這個特別的事件又被稱為卡林吞事件(Carrington event)。

進入2011年之後,太陽再度進入低於平均活動程度的活動極大期前夕(至少依照目前多數研究者的預測而言),卡林吞事件提醒世人:即使在太陽活動微弱的時候,也可能爆發強烈風暴。由於現代文明高度依賴靠電力為主的高科技系統,像智慧型電力供應網、GPS、通訊衛星、銀行等經濟活動等等,所有這一切都會受到太陽風暴的影響;一旦遭受強烈太陽風暴的影響,後果可能遠比卡林吞事件還嚴重。

一百多名相關研究人員及電力公司職員等,在本週聚集於美國華盛頓特區參與第5屆「太空氣象環境論壇(Space Weather Enterprise Forum,SWEF)」,討論一個最簡單也最難的問題:如果下一次再發生這麼強的太陽風暴要怎麼辦?

目前科學家已經可藉由衛星觀測站的協助,以三維型態監測太陽表面的活動,以及太陽風暴發生後對地球的影響,因此或許可即時發出警報,讓相關設施可能受到的損害降到最低。NASA太空環境研究中心的分析師們,現在已經可以將衛星觀測資料輸入超級電腦,在爆發後的幾個小時內,電腦便可從3D影片中分析出太陽風暴最可能往哪兒去、地球何處與哪些衛星可能會遭到衝擊、衝擊時間點最可能落在何時等重要關鍵問題。點選右上圖,可觀看相關3D模擬結果。

某些相關電腦模型現在已經相當精明,甚至可以預測太陽風暴襲擊地球時,通過地球土壤的電流的狀況。這些電流對電力輸送系統的危害最嚴重。如果能提出相關預測,那麼將局部區域的電力傳輸系統中斷幾小時,或許就可避免讓全部的電力傳輸系統因受損而完全停擺的狀況。

此外,太空中的太空人所遭受的輻射危害,約為地表遭受工業輻射的工作人員的4倍以上。這種職業傷害真的很可怕。而這些太空人正處於強烈太空氣象的最前線,NASA持續追蹤每個太空人在整個職業生涯中累積的輻射劑量,每次發射升空、每次太空漫步、每次太陽閃焰爆發,都得注意。如果某位太空人的輻射累積劑量接近極限,就會被強迫不能步出太空站。正確太空氣象警報,可以讓這些輻射暴露機會得到控制,例如,閃焰發生時將暫停太空漫步等。

不過,除了危險警報之外,這些與會人員還介紹一個新的太空氣象預報分類:All Clear,因為除了知道何時出太空站是危險的之外,也得知道何時是安全的。這樣太空人會比較容易排定工作時程。

目前一般大眾對太空氣象預報一知半解,某些人聽說太陽有爆發就憂心不已,某些人則完全沒反應。科學家提出太陽風暴爆發警報後,最重要的除了要讓相關設施安全無虞外,更得教導一般大眾該如何對待這樣的風暴預測。這將是SWEF下一個工作重點。

資料來源: Getting Ready for the Next Big Solar Storm. NASA [2011.06.21]

引用自臺北天文館之網路天文館網站

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