天文學家：“超級太陽風暴”不等于世界末日

太陽黑子是太陽活動的重要標志之一。太陽黑子數(shù)量有11年左右的周期變化，稱為太陽活動周期。劇烈的太陽活動是指太陽上的爆發(fā)現(xiàn)象，如太陽耀斑、日珥爆發(fā)、日冕物質(zhì)拋射等，被通俗地稱為“太陽風暴”。

　　社會越發(fā)達太陽風暴造成的影響越增加

　　在一個太陽活動周期中，往往發(fā)生許多次大大小小的太陽風暴。太陽爆發(fā)中劇烈增長的電磁波輻射、高能帶電粒子流和磁化等離子體，沖擊地球的磁層、影響電離層和地球高層大氣，會引起地球空間環(huán)境急劇變化，形成空間天氣過程。


　　空間災害天氣對航天、通訊和電力等高技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生更直接的干擾，引發(fā)高技術(shù)系統(tǒng)故障，甚至造成災害，例如造成衛(wèi)星失控、衛(wèi)星載荷受損、導航系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重偏差、短波通訊中斷，大范圍供電系統(tǒng)故障等。任何一次對航天、信息和電力等高技術(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生影響的太陽風暴所引起的后果都是嚴重的。歷史上由太陽風暴造成的災害事故不勝枚舉。正如我們受到臺風、水災和地震的危害一樣，人類社會也面臨著太陽風暴的威脅。

　　太陽風暴造成的影響隨著社會的發(fā)達程度提高而增加。1859年發(fā)生了史稱“卡林頓事件”的太陽風暴。該次太陽風暴就其規(guī)模而言，可以稱之為“超級太陽風暴”或“超強太陽風暴”。在當時該太陽風暴已經(jīng)對剛剛形成的電報網(wǎng)路造成了嚴重影響，甚至電報員觸電、電報紙燃燒。這一事件的地磁效應，是近一百年來最強的1989年3月的太陽風暴三倍以上。后者曾使加拿大魁北克省停電9個小時。假如“卡林頓事件”發(fā)生在信息技術(shù)高度發(fā)達的今天，其造成的影響的確不可估量。在“超級太陽風暴”的沖擊下，航天、信息系統(tǒng)可能被摧毀，電力系統(tǒng)可能遭到嚴重破壞。正因為如此，美國科學家提出警告，“超級太陽風暴”會讓美國從發(fā)達國家變成發(fā)展中國家。他們的警告不是危言聳聽。

　　“超級太陽風暴”屬于低概率事件

　　人類遭受“超級太陽風暴”襲擊并非意味著世界末日來臨。當前社會上關(guān)于“超級太陽風暴”意味著世界末日來臨說法，主要源于對太陽活動的認識不清和相關(guān)災難影片引發(fā)的臆想。國內(nèi)外已有許多科學家對這種世界末日說法給予了批駁。

　　“超級太陽風暴”形成過程具有很強的突發(fā)性和偶然性，屬于低概率事件。就人類目前對太陽和太陽系的認識水平而言，還不具備準確預測其發(fā)生的時間和強度的能力。人類通過監(jiān)測太陽活動的形成和演變，可以看到諸多太陽風暴發(fā)生的先兆現(xiàn)象。如太陽表面出現(xiàn)異常的黑子群，日冕中出現(xiàn)異常的活動，大規(guī)模爆發(fā)前的太陽磁場結(jié)構(gòu)異常等。雖然這些現(xiàn)象不一定意味著“超級太陽風暴”發(fā)生，但足以引起人類高度警惕。另外，上述異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)，就算不致引發(fā)“超級太陽風暴”，引發(fā)通常意義的強太陽風暴幾率也很大，同樣要做好防御準備。事實上，這種通常意義的強太陽風暴在每個太陽活動周期內(nèi)都會大量發(fā)生，如何應對這種強太陽風暴造成的危害更具有現(xiàn)實意義。

　　我國對太陽活動的監(jiān)測、預警和研究

　　太陽是災害性空間天氣的源頭。認識太陽活動的發(fā)生和演化規(guī)律，準確預測太陽風暴和空間災害天氣，成為我國當代科學家服務(wù)于社會發(fā)展的歷史使命。實現(xiàn)對強太陽風暴的空間和地面實時監(jiān)測和長期觀測，發(fā)展太陽物理學和空間天氣科學的基礎(chǔ)研究和預報應用研究，成為關(guān)系國家安全和戰(zhàn)略發(fā)展大局的重要任務(wù)。

　　在國家目標指引下，我國科學家在國家“十五”計劃和“十一五”計劃期間，實施了關(guān)于太陽風暴和空間災害天氣前沿領(lǐng)域的國家基礎(chǔ)研究規(guī)劃項目(973項目)的系列研究課題，在基礎(chǔ)研究和預報服務(wù)兩方面取得重大成就。我國太陽物理研究工作者在太陽活動形成機制、太陽爆發(fā)過程的能量積累和釋放等重要的研究方向，都有獲得國際同行認可的研究成果，形成了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的太陽活動預報方法和模式，為我國多項重大工程提供了有力的空間環(huán)境安全保障服務(wù)。同時，我國學者在多方面開展太陽活動研究國際合作。一個代表性的例子是我國太陽物理學者與印度科學家合作，由太陽發(fā)電機理論對第24太陽活動周期的峰值作出了有影響的預報。

　　持續(xù)不斷監(jiān)測太陽活動是做好太陽風暴預報和預警的必要條件。太陽風暴產(chǎn)生的突發(fā)性和偶然性決定了需要時刻了解太陽的活動狀態(tài)。我國高技術(shù)系統(tǒng)規(guī)模隨著經(jīng)濟發(fā)展日益壯大，人民群眾在日常生活中對高技術(shù)系統(tǒng)的依賴日益增長。為了確保我國的經(jīng)濟和社會安全，我們必須具備獨立自主的、天地一體化的日地環(huán)境變化監(jiān)測體系，對太陽活動、行星際擾動、地磁活動、電離層擾動和大氣擾動等多種空間天氣過程進行嚴密監(jiān)視。就太陽活動監(jiān)測而言，我國的國家天文臺、紫金山天文臺、云南天文臺和南京大學等單位研制成功多種先進的光學、紅外、射電等波段的太陽觀測儀器，形成了能夠?qū)Πㄌ柎艌鲈趦?nèi)的多種物理參量進行測量的地基太陽觀測體系。建設(shè)中的云南天文臺一米紅外太陽塔和國家天文臺射電日像儀等新型設(shè)備將與其他地基設(shè)備相結(jié)合，在太陽風暴監(jiān)測中發(fā)揮重要作用。更加先進的地基太陽觀測設(shè)備研制也提上了議事日程。由于天基太陽觀測克服了地基觀測在波段、時段和地球大氣擾動方面的缺陷，我國太陽物理工作者熱切期盼我國擁有自己的“空間太陽望遠鏡”。這將極大地提高我國太陽活動的監(jiān)測、預警和研究能力。

　　我國太陽物理工作者將在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域努力拼搏，為發(fā)展空間天氣科學作出自己的原創(chuàng)性貢獻。

　　國家天文臺研究員　王華寧