【时事军事】太阳风暴：绚丽极光下的危机

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太阳风暴曾几乎引爆美苏战争，军事影响不容忽视。（大纪元制图）

【大纪元2024年05月16日讯】地球还没有完全走出上周末的严重太阳风暴的影响。科学家再次警告，太空气象可能还会出现新的罕见太阳风暴。

编号AR3664的太阳黑子，在5月14日打破了纪录，它发出了太阳当前活动周期迄今为止最大的耀斑。太阳黑子是太阳表面温度较低的一块区域，这使它看起来比周围更暗，其磁场强度大约是地球磁场的2,500倍。这种区域经常产生太阳耀斑，就是太阳表面气泡破裂形成的日冕物质抛射（CME）或太阳等离子体大规模爆发。从地球上看就是一次耀眼的高能量闪光。

日冕物质抛射的等离子体由质子和电子云组成，这些带电粒子如果指向地球，可以在大约8分钟内从太阳穿越1.5亿公里到达地球。速度较慢的等离子云，可能在太阳喷发几天后撞击我们的星球。当这些粒子到达地球时，它们与地球周围的磁场相互作用，产生绚丽的极光和其它自然现象。这场风暴将“北极光”向南推进到美国大片地区。实际上，北半球的许多城市都观测到极光现象。

美国国家海洋和大气总署（NOAA）的太空气象专家13日表示，造成这些事件的太阳风暴仍在产生强烈的X级耀斑，虽然预计未来几天这些太阳风暴将与我们的地球擦肩而过，但辐射风暴预计会将其带电粒子发射到弯曲的地球磁场中。这是太阳发出的磁场在流过太阳系的行星时形成的一个被称为帕克螺旋的弯曲结构。

带电粒子可能会被螺旋结构捕获，并将它们射向地球，而没有被捕获的粒子就会错过地球。5月13日中午，从太阳喷射出的带电粒子（特别是质子）超过了“警告阈值”，预示本周晚些时候可能会再次出现辐射风暴。

上周末袭击地球的“太阳风暴”与即将到来的辐射风暴有所不同，后者虽然可以轰击地球的保护磁场，但它们会集中在地球的两极。也就是说，即将到来辐射风暴的大部分会被地球磁场吸收，但在暴露的极地区域不会被吸收，那里的地球磁层向地球核心弯曲，粒子会沿着磁场穿透北极和南极附近的大气。

更强的太阳风暴可能会造成更严重的后果。最早记载的太阳风暴影响发生在1859年9月，当时造成全球电报通讯中断、电线着火，并干扰了船只的导航。历史上将这一事件称为卡灵顿事件。

再往前，取自南极的冰芯样本显示，公元774年前后发生了一场更大规模的太阳风暴，史称“三宅事件”。那次太阳耀斑产生了有史以来最大、最快的碳14含量上升。碳14是碳的放射性同位素，在地磁风暴引发的宇宙射线照射下产生。科学家通过测量那个时期树木年轮中碳14含量，判断当时的地磁风暴强度。发现，三宅事件使碳14增加了12%。相比之下，卡灵顿事件产生的碳14增加还不到1%，因此三宅事件可能会使G5级别的卡灵顿事件相形见绌。

历史上，太阳风暴对军事的影响曾经令人怵目惊心。1967年5月发生的一场太阳风暴，几乎引发了战争。那次风暴抛射的带电粒子到达地球时，干扰了美国的军用无线电信号。当时正值冷战高峰，美国将这种无线电干扰解释为恶意的攻击是合乎逻辑的。如果不是美国太空天气监测计划发挥作用，可能就引发了报复性军事行动。

国家海洋和大气管理局将地磁风暴分为5个等级，上周末的风暴被评为最高的G5，它与卡灵顿事件相当。但是，由于现代科技对电力、通信基础设施的依赖，它所造成的影响，远远超出了卡灵顿事件的范围，并且更具灾难性。任何电力和通信中断都可能导致数万亿美元的财产损失和生命风险。

此次太阳风暴对全球定位系统（GPS）的干扰足以使依赖该系统进行定位和导航的设备停止工作。事实上，GPS信号中断导致美国农民的拖拉机在田地里趴窝，因为这些拖拉机需要厘米级精度的GPS导航，以保证作物播种间隙。

地磁风暴产生的感应电流，可能超过100安培。如此强大的电流流经连接电网的电气元件，如变压器、继电器或传感器，可能损坏电力设备组件，导致大规模停电。

除了电力故障之外，还可能导致全球范围通信中断。空中、海上、地面和太空高频无线电通讯可能受到干扰。环绕地球轨道的卫星可能会因地磁风暴产生的感应电流造成内部组件损坏，导致所有与卫星通信有关的服务中断，包括电话、网路、广播、电视等。

此外，当太阳风暴袭击地球时，辐射激增会导致大气膨胀。膨胀的大气使卫星，特别是在低地球轨道运行的卫星，淹没在密度较高的大气中而降低高度。如果不能及时将其推回到原有的轨道，卫星可能会提前坠落或缩短使用寿命。

在军事领域，即使是像上周末这样级别的太阳风暴，对绝大部分军事资产不会产生普遍显着的直接影响，但是有可能对太空军事资产造成一定程度的干扰或损坏。由于太空资产越来越承担关键角色，因此受到美国政府高层重视。对军事的影响主要表现在通信和导航两个方面。

太阳风暴与地球磁层之间的相互作用，会造成电离层扰动，直接危及卫星和太空电子设备安全及其功能完整性。电离层湍流对无线电通讯也会构成威胁，阻碍卫星的信号传输。

美国和北约盟国部队广范使用的战场信息指挥控制系统，越来越严重依赖卫星通信。太阳风暴对通信卫星的干扰和损坏，有可能造成信息流动障碍或降低传输速度，而使系统功能减弱或延迟。

如果全球定位系统也受到干扰和损坏，会造成定位、导航和制导武器方面的问题。会使传感器无法定位和捕捉目标，一些完全依靠GPS的精确制导武器无法瞄准目标。还有一些装备的导航系统靠GPS辅助保持精度，也可能受到影响。

这些影响即使在和平时期、局部地区、短时间发生也是很严重的，更不要说在地区冲突或其它敏感时期发生。而且，太阳风暴不会选择人类所认为合适的时间才发生，即使能预测，给出的预警时间也不会很多。因此，美国国家海洋和大气总署主张采取谨慎措施，提醒人们了解地磁扰动的深远影响，并警告可能会对轨道和陆地基础设施造成破坏。这些警告促使系统营运商采取主动措施减轻潜在影响。