来自外太空的毁天灭地之力!!遇到这种突发情况别慌别乱!!


来源于公众号ID:空间天气


洪水、地震、台风、滑坡泥石流等自然灾害曾无数次给人类带来无尽的苦难与经济损失,与它们相比,有一种来自太空的特殊力量,你看不到也感觉不到它的存在,却对我们整个地球甚至是全人类社会的正常运行,尤其是高度依靠高科技设备的军事、制造、经济活动,以及维持区域平稳最基本的能源传输、信息和通讯都起着巨大的甚至是决定性的影响,这就是被称为“科技时代富贵病”的空间天气灾害。


人类遇到的新灾难——空间天气灾害
有一天,他真的来了

假设这样一个场景,天还没亮你就被屋子里的闷热提前“叫醒”了,奇怪家里的空调怎么自己关机了,迷迷糊糊爬起来去开灯,不亮,摸黑找到手机点亮屏幕却没有网络服务,一直在不停搜索蜂窝网络的手机在微微发着热电量也掉了一大半,你有点慌了,赶忙拉开窗帘打开窗户,熟悉的小区漆黑一片,只有几盏应急灯的白色光柱在紧急出口绿色图标的反射下努力的照出这里原有的样子,而在远处的天空中“一股一股”的红绿色光带不断变化着,舞动着。

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这到底是怎么回事?
大家不约而同的都被这种“诡异”给弄精神了,大街上时不时跑出来一些人,互相打听着发生了什么,楼道里传来邻居的声音,你也打开了笔记本电脑,却发现因为停电路由器关机根本就没有网络,人人都想搞明白到底是怎么一回事。远处不断传来警笛声,大家都挤在各家的窗户旁或阳台上,尽管屋子里闷热的厉害,但是谁也不敢贸然离开家去外面的漆黑“世界”里呆着。

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地球另一端的情况也没好到哪儿去,全城突发大停电,办公大楼里的职员丢失了刚敲了一半的文档,老师努力平息着自己的不安同时还要安抚住整个班级的学生,最新数码产品的万人发布会现场一片混乱嘘声不断,整个城市的交通信号和指挥系统停止工作,移动通讯无线电信号中断,交通事故数量陡增,公权力机关增派人员维持社会稳定,与此同时,医疗急救系统启动自主发电系统全力支撑,信息与数据核心进入灾备紧急状态,正在交易的股票金融市场大停牌,恐慌无助的人群都涌上街头,出于心理自我安慰与保护的本能谣言开始流传,有人趁乱打劫,军警法大批出动。
在距离地面数百到数万公里的太空,无数卫星和人造航天陷入异常,轨道高度断崖式下降,飞行姿态警报蜂鸣不断响起,星地通讯与数据传输出现故障,卫星载荷与设备受损关机,宇航员出舱辐射风险等级陡增,一切任务中止人员进入应急避险舱室,部分低轨卫星不受控再入大气,如同一颗颗流星划过天际。

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地球上的情况进一步严重,短波通讯大面积无法使用,世界各国航班停飞,大型船舶和远洋轮船失去导航和通讯手段,交通网络大瘫痪,如此情景下紧跟着爆发了资源与能源危机,敏感地区摩擦增多,冲突升级,随时有爆发战争的风险。
在随后的数周内联合国启动多项紧急预案,世界各国合力维持区域形势努力避免一切战争的可能,并全力恢复社会基础设施的正常运转,数月后,全球秩序逐渐稳定,各国的政治经济活动得到初步恢复,人民重新投入生活与生产中去,若干年后,与之前相同水平的科技与技术装备方才再度装备使用,全球经济倒退几十年...
 

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太阳对地球的降维打击——空间天气组合拳
从太空到地面,从基础到尖端,从日常生活到社会发展,这场空间天气灾害到底是如何对全人类完成立体打击的?
太阳是一颗蕴藏着巨大能量的恒星,他的能量有多大呢?我们地球只用了太阳向外发射的二十二亿分之一的能量,就让所有生活在这里的动物、植物、微生物等等的日子过得很好了。正因为他的能量实在是太大了,一次正对地球的耀斑活动,或是伴随大量太阳物质飞出的日冕物质抛射,就可能给地球造成不良影响。
太阳耀斑的辐射其本质就是光能的照射,但是这种太阳光里包含了极高的能量,医院的X光片可以穿透我们的身体甚至是骨骼,太阳耀斑里就含有X射线以及能量更强大的伽马射线,当这些能量极高的光到达地球附近后地球的大气层就处在“被烧烤”的模式了,原本零零散散在太空“悠闲漫步”的气体被挤压被撞击,大家变得焦躁不安,随着照射的加强,这些气体开始跳跃旋转上下翻飞,就像是原本均匀散开各自吃草的羊群遇到了牧羊犬,一个个紧挨在一起被驱赶着并且不断变化整体队形。

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地面还好,天上的航天飞行阻力增加数倍到数百倍,轨道高度开始下降,飞行姿态和对地角度出现变化,同时,地球远距离通讯的重要基础——电离层也出现扰动,地面发给卫星的信号在电离层扰动中迷失方向,卫星向下发出的“救援”信号则被反射回了太空,一时间天上大乱,地面通讯也无法联系。
前面我们说了,空间天气灾害是套组合拳,耀斑过后紧接着的就是太阳高能粒子,就像一颗颗超高速的小子弹,如果打在卫星上就可能把仪器设备打坏,更糟糕的比如打在宇航员身上,则会造成过量的辐射暴露影响身体健康,太阳高能粒子中的大部分随着地球磁场进入地球南北磁极,在与中高层大气碰撞的过程中发光发热,形成漫天舞动的极光。而此时的地球磁场也打破了原本的平静,发生地磁暴,地磁暴不是真的有东西“爆炸”,也不像地震会产生地质和物理上的波动,如同原本平静的水面随着一阵刮过的风荡起一阵阵涟漪,尽管不甚强烈,但却会在我们脚下的大地中埋下一个隐患,最终威胁我们的供电系统。
磁场的变化产生电,电场的变化又会产生磁,两者相互激励,延伸传输,地磁暴发生时整个地球的磁场从南极到北极都会出现波动,这种波动会以额外电流的形式强加到我们的输电线路中去,如果恰逢夏季用电高峰,这突如其来的重荷就会压垮线路,烧毁变电站和线路,最终造成大面积停电。

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现代化的日常生活一刻也离不开电力,办公学习也离不开网络和通讯,世界经济活动的开展又是以能源为关键筹码进行的,空间天气灾害打击的恰恰是这几大领域,不光打击面积大,而且下手狠。
在历史上我们已经吃了多次亏,比如在1989年空间天气灾害导致加拿大魁北克省全省大停电,2003年“万圣节”风暴数日内轰击坏了多颗人造卫星,20179月的两次大耀斑直接瘫痪了大西洋上空的通讯,很多航班和航行于此的船只受到影响。更有统计表面,国内外发生在太空的人造卫星故障近半数与空间天气灾害有关。


 
对于来势汹汹的空间打击,人类能够做些什么呢?
越先进越脆弱,越富有越危险是两个“专属悖论”,而空间天气灾害“难防可减”的特点两两叠加,确实让我们有些不好应对。尽管如此,随着人类对太阳活动和地球近地环境的不断探索与深入了解,防范空间天气灾害已变得可能。
首先,是要知道太阳什么时间会爆发,科学家通过近400年的研究,发现了太阳活动的“11年周期”,原来他不是一直活跃或是胡乱爆发的,而是在大约11年的周期里会经历由低到高再转低的活动趋势,这样一来我们就能从整体上把握未来太阳活动的走势,预判一个周期内爆发空间天气灾害的可能性。

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其次,监测太阳的每日活动,发射专门的太阳监测卫星,盯着太阳看,比如在距离地球150万公里的日地L1点上常驻的SOHOACE卫星,它们处在地球防御的前哨阵地上,太阳上过来的物质和能量首先都由它们捕捉到,第一时间告诉地球上的我们。
最后就是相应的根据监测数据资料作出准确的判断,这样一来,太阳在未来会不会有活动爆发,具体是哪一类活动,爆发的强度是多大,可能对哪些领域造成影响,持续的时间会有多久,这一系列的问题就有了个把握。
除此外,同样重要的是社会各界需要对太阳风暴、空间天气灾害有足够的认知。如前面我们假设的场景,事情发生时要如何应对,老百姓要知晓,不慌不乱积极应对。在决策层面,根据空间天气灾害是“难防御可减缓”的这一实际情况,按照目前人类的预警水平,只要我们有预案有准备,就可以有效减缓空间天气灾害造成的损失。反之,如果我们不知道相关知识,在灾害来临之时就会手足无措。评估表明,对空间天气灾害的认知不足,将是未来灾害造成损失的重要原因,因此,空间天气知识普及和空间天气监测预警技术、空间天气灾害减缓措施同等重要。



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