太阳风暴是指太阳黑子活动高峰阶段的剧烈爆发活动,通常每隔11年就会进入一个太阳风暴的活跃期。美国科学家日前警告说,2012年地球将会遭遇强烈的太阳风暴,其破坏力将远远超过“卡特里娜”飓风,而且地球上几乎所有的人都将难逃其灾难性的影响。
强太阳风暴2012年将再度来袭
2012年9月22日午夜,美国纽约曼哈顿区上空将布满了一道五彩斑斓的光幕。在像纽约这样的南部地区,很少有人能够看到这种极其迷人的极光现象。不过,人们欣赏美景的心情不会持续太久。几秒钟后,该地区所有电灯泡开始变暗并闪烁不定,接着光线在瞬间突然增强,灯泡变得异常明亮。随后,所有电灯全部熄灭。90秒以后,整个美国东部地区都将停电。一年后,数以百万计的美国人开始死亡,国家基础设施将变成一堆废墟。世界银行将宣布美国变成一个发展中国家。同时,欧洲、中国以及日本等地区或国家也都和美国一样,在这次灾难中苦苦挣扎。这次灾难来源于猛烈的太阳风暴,发生在距离我们1.5亿公里之外的太阳表面。
上述故事听起来或许有些荒谬,一般情况下太阳不会对地球造成如此巨大的灾难。不过,美国国家科学院在2009年1月发布的一份特别报告中声称,这种灾难xx有可能会发生。该研究报告由美国宇航局出资赞助。在过去几十年间,人类社会在发展的同时,也在为毁灭自己埋下了伏笔。现代的生活方式过度依赖各种科学技术,无意间让我们更多地暴露于一种超级危险之中。由太阳表面喷发出的等离子体可能会毁灭我们的电网,进而造成灾难性的后果。美国科学院特别报告起草人、科罗拉多大学太空气候专家丹尼尔-贝克尔认为,“我们现在距离这种可能性的灾难越来越近了。如果人类对将可能发生的太阳风暴准备不足,这种太空风暴就有可能会切断人类社会的电力供应、手机信号,甚至包括供水系统。”
但也有专家表达了不同的看法,认为太阳风暴的影响主要集中在外太空,而由于地球磁场和大气层的阻挡效应,生活在地球上并不会因此受到过于明显的干扰。专家们表示,当太阳风暴活动活跃时,黑子不断燃烧、爆炸,期间释放的大量紫外线会使地球上空的电离层浓度突然增加,吸收掉短波的能量,从而造成对短波无线电信号的干扰。但日常生活中人们使用的手机,包括部分无线电都不通过电离层传播信号,因此一般的太阳风暴对地球表面的通信影响不会太大。理论上,一般的太阳风暴强度还不至于冲破地球大气和磁场的保护,对地球上的现存物种构成致命威胁。但对于2012年的太阳风暴,专家担心可能成为一个例外。
可能给地球带来巨大灾难
美国科学家警告认为,2012年的强太阳风暴将给地球人类带来巨大的灾难,它的影响力将渗透到现代社会的每一个方面。在发出警告的专家看来,太阳风暴给地球的影响可能是“多米诺骨牌式的”。试想,当电网变得脆弱和不稳定,与供电息息相关的行业也将成为受害者:制冷设备停转,冷库里大量的食物和药品失去储藏条件而变质;水泵突然停止运转,社区的居民饮水成为难题。此外,由于卫星信号中断,GPS定位系统也会因此成为废物。事实上早在1859年就发生过类似事件,当时的太阳爆发竟然导致电报线烧毁。当然,现在地球上布满了有线和无线设施,但这些设施都难以经受太阳风暴袭击的考验。
当强太阳风暴来袭时,地球上的人类将主要面临两大问题。{dy},就是关于现代电力网络问题。现代电力网络通常都是以更高的电压覆盖更广阔的区域,这样可以让电力网络运营更加高效,可以尽量减少电力传输过程中的损失以及由于生产过剩所引起的电力浪费。但是,同时它也因此变得更容易受到太空气候的攻击。输电网会变得非常脆弱不稳定,甚至有可能导致xx关闭。而这还只是多米诺骨牌效应的{dy}步,后面还可能导致“交通瘫痪、通讯中断、金融业崩溃和公共设施乱套;水泵停转造成饮用水供应中断;缺乏制冷设备,食品和xx都难以有效保存。科学家们预计,当出现剧烈的强太阳风暴时,可能会使人类社会和经济损失惨重,仅{dy}年的损失就可能达到1万亿至2万亿美元,而恢复重建则至少需要4到10年。
第二个问题就是关于与电网相互依赖的、支持我们现代生活的其他各个系统的问题,如污水处理问题、超级市场物流基础设施问题、电站控制问题、金融市场及其他依赖于电力系统的问题。如果将两个问题合二为一,就可以很明显地看出,卡林顿太阳风暴事件的重复出现就有可能造成历史罕见的巨大灾难。美国科学院特别报告顾问、电力工业分析专家约翰-卡平曼认为,“这种灾难与我们通常想像的灾难xx相反。通常欠发达地区容易受到攻击,但在这种灾难中,越发达的地区越容易受到攻击。”
人类并未做好应对灾难准备
面对可能产生的严重灾难,美国乃至整个人类并未就应对下一轮太阳风暴做好足够充分的准备。贝克尔表示,由于 出现大型太阳风暴的可能性微乎其微,“全社会根本没将其考虑在内,而只是关心眼前的事物。”对地球上的天气来说,气象专家可以连续数日跟踪某一风暴,并据此向当地居民发出足够的警示,而太阳风暴或太空气候却xx不同。贝克说,“我们目前还无法提前准确地预测太阳风暴的时间和强度,我和同事们所能预知的只是一旦大型太阳风暴来袭,我们根本无力应对。”
与人类早期预报地球上灾难性飓风类似,人类目前主要依靠对太阳黑子周期的预报,来监测太阳风暴的强度以及可能对地球产生的影响。太阳黑子周期是指每11年内的太阳黑子数量增加和减少的过程。周期从太阳黑子活动{zd1}潮时算起。在活跃时期,太阳黑子的数量增多,产生更多的太阳风暴。太阳风暴出现时,太阳释放出大量带电粒子所形成的高速粒子流以及等离子体流,对地球磁层、电离层以及中性大气的状态造成影响。鉴于太阳风暴的危害,一个多世纪以来,人们一直在监测太阳黑子的活动。
美国全国大气研究中心的科学家根据太阳表面下发生的现象及以往获得的太阳黑子周期数据,研发了新的太阳动力学模型。借助于新模型,天文学家可以提供有关太阳黑子活动的早期预报。他们希望早期预报可以帮助电力公司、卫星操控者和其他方面提前几天甚至几年做好应对太阳黑子活动的准备。据了解,这种新模型的准确率可以达到98%。美国国家科学基金会上层大气研究部的里查德-班恩科说,“如果可以提前预测太阳风暴活动的话,人们就能更好地应对诸如通信中断、卫星失灵、电力中断以及宇航员受到威胁等问题。”
以下是《连线》杂志与劳伦斯-约瑟夫的访谈全文:
《连线》:你认为玛雅人预言2012年世界末日的具体日期与天文学家预测太阳即将进入极大动荡期这两件事是一种巧合吗?
约瑟夫:我对玛雅天文学家充满了敬意,这两件事让我无法不把它们看成一个巧合。但是,我还是建议大家首先去验证一下玛雅人对其所预言事件的态度。为此,我专门前往危地马拉并与两位玛雅巫师共同探讨了一周时间。这两位巫师曾用了20年时间向其他巫师宣传这种预言。他们证实,玛雅人确实把2012年看作一个巨大的转折点。这个转折点既不是指世界的末日,也不是指大范围的空中电路短路,而是指第五个太阳纪的到来。
《连线》:是不是大范围的空中电路短路就xx像报道中所描述的那样可怕呢?
约瑟夫:美国宇航局大气与太空物理实验室科学家丹尼尔-贝克的某些理论以及报道中他所认可的某些评论都有力地证明了太阳风暴的爆发与地球电网存在着密切的联系,其中最直接的关系就是一个社会的科技发达程度与它所受到的伤害程度之间的联系。现在已有大量关于这方面的报道。上周我有幸与卡普曼进行了一次会谈。在两个小时的演示中,他向我介绍了电网是如何地易受攻击,而且解释了为什么电网上负载的电压越高,就越易受到攻击。他把地球电网看作是一个测量太空气候爆发的巨型天线。
《连线》:为什么它易受攻击?
约瑟夫:随着人类对电力需求的增加,许多超高压变压器变得越来越脆弱。其实,现有的超高压变压器中有50%左右都已经无法适用它们当初的设计电流。偶尔一次小小的额流就有可能超过变压器的极限。一些超高压变压器,如50万或70万千伏变压器,特别容易受到攻击。美国这两种变压器比其他国家更为常见。中国也正在尝试一些百万千伏变压器,但我不敢确定他们是否已经启用。卡普曼还指出,当变压器被击爆,他们往往根本就无法再修复。而在替换变压器或新变压器安装到位之前,通常又需要1到3年时间。据卡普曼介绍,现在已经有人提出在电网中插入一种地面电阻器的方案,但这一方案目前尚未被测试和验证。这种电阻器或许可以处理一些更为复杂的状况,但很明显并不是所有电网设施都适用。我还不敢相信他说的这些到2012年之前是否能够真正实现。最困难的是如何建立一个统一标准,如何对各州的电力设施一个个进行规范。不过,对于如何防范下一次的太阳风暴高峰,采取一些措施已成为一种可能。
《连线》:当太阳风暴来临之时,我们为什么就不能关掉我们的电网呢?当太阳风暴结束后,我们再重新开启电网。
约瑟夫:现在的电网操作员都是依靠“先进成分探测器”卫星(ACE)进行决策判断的。该卫星大约距离地球大约160万千米,该位置正是太阳与地球之间的平衡点。该卫星设计寿命为5年,现在它已经11岁了,而且暂时还没有替换它的计划。如果ACE卫星发现有太阳粒子闯入地球,它会向电站操作员提供信息和决策依据。电站操作员或是进行并联负荷,或是关掉部分电网。但是,关闭并重启电网是一项耗费上百亿美元的课题,而且存在许多阻力。这种太阳风暴已经袭击北极许多次,但很少向南移动到足以近距离袭击我们。此外,研制警报系统告诉人们提前逃避也是非常困难的一个课题。这种风暴肯定会造成巨额经济损失和许多伤亡事件。
《连线》:那你现在的生活有什么不同吗?
约瑟夫:我已经研究这个课题近五年了。直到有相关报道出来以后,我的生活才有些有太正常。到目前为止我仍然坚信,2012年可能出现灾难这个课题值得研究。不过媒体把这种可能的灾难报道得太真实了。但是,一些相关资料我们不应忽视。在Themis卫星发现地球磁屏蔽存在一个巨型漏洞之前,就已经有人写过相关的研究文章。现在越来越多的太阳粒子正穿过这个漏洞袭击我们的地球,这种事件已发生了10到20次,比预期中的多得多。
《连线》:如果奥巴马总统说,“让我们开始准备吧”,而且也没有其他任何官僚阻碍的话,我们是否已经可以开始了呢?
约瑟夫:我想的是。我曾经向奥巴马总统提过,要求在经济刺激计划中拨款,推动智能电网建设。这将大大改善现有电网的效率,在用电高峰期传输更多的能量。现在智能电网建设已经有了基本框架。如果地面电阻器方案经测试有效的话,可以在该框架范围内拿出一部分拨款用于地面电阻器项目建设。现在已经可以开始了。