第249章10月：科学(2)
第249章10月：科学(2)
二十世纪六七十年代相对温和的太阳气候使人类放松了戒备。那时，随着科技的快速进步，人类不断发射轨道器和通信卫星，并日益沉醉和依赖于广播电视。到了八十年代，由于太阳周期的影响加剧，人类才重新尝到了太阳风暴的苦头。1984年，美国总统里根访华途中，他乘坐的“空军1号”座机的通讯受太阳风暴严重干扰长达数小时。而1989年太阳活动高峰期间，太阳风暴重创加拿大魁北克省的电网，九十秒内，一万多个变压器被烧毁，致使魁北克电力中断九小时，六百万居民饱受停电之苦，部分地区停电几天以上。太阳的剧烈活动会对航天器产生毁灭性的影响。太阳剧烈活动产生的高温等离子体和高能电子能引起航天器的金属表面充电；产生的高能粒子能引发航天系统灾难性的后果，并使航天器和航天员产生严重的辐射损伤；太阳活动会使地磁扰动，影响航天器正常飞行；太阳活动还会影响高层大气，进而引起航天器轨道的衰变。
迄今为止，已有数颗人造卫星在太阳“闹事”时失灵。1987年，仍然处于太阳黑子高峰期间，美国noaa中心的卫星因遭遇太阳风暴而导致不可挽回的毁坏。1989年太阳大磁暴，西半球的短波通讯大为衰减，并中断了六十次，其中两次长达十二小时，使得气象卫星中断云图发送，军事跟踪目标消失，造成巨大的经济损失。2003年秋季，日本多颗卫星在太阳风暴的干扰之下连连遭殃：“回声”数据中继卫星出现信号异常，“绿色2号”地球观测卫星的太阳能电池板发电能力基本丧失，“儿玉”通信卫星也出现短暂信号中断。
影响地球生命
在日常生活中，我们常常会听到一些训鸽者抱怨说，他们近年飞丢了不少鸽子；而另一些人在一夜醒来之后，惊喜地发现飞来了未曾在此筑巢落户的鸟儿。专家分析，这其中的原因是太阳黑子爆发引起地球磁场发生变化，从而导致以磁场为导航的鸟类迷失了方向。有专家认为，有些地区特有的珍稀动物灭绝也与太阳黑子爆发有对应关系。
人类健康受到太阳的影响也不容小觑。俄罗斯科学院生物物理研究所通过实验研究发现，太阳黑子活动强度的增加与生命体免疫力的下降在时间上有相关性。在太阳黑子爆发的年份，人体抗病能力减弱，传染性疾病容易大规模爆发。医务工作者也曾发现，流感病毒也有着十一年的流动周期，从1173年到1978年，共爆发过九十六次全球性的流感，半数以上是处于太阳黑子峰值年，剩余部分也是发生在太阳黑子高峰期的前后两年。原因在于，太阳黑子爆发使得大量的粒子流和射线流穿过地球大气层，飘浮于地球大气中结构极为简单的病毒基因很容易发生断裂重组，从而令病毒变异生成新一类更为致命病毒的几率大大增加。尤其是流感类病毒，它的变异速度快过人类自身免疫系统的更新速度。
这仅仅是太阳活动对生命体影响的一个方面。太阳活动剧烈的时候，紫外线、射电波、高能带电粒子流及短波辐射对地球的照射显著增强，这类辐射能迅速导致人们患白内障及恶性皮肤瘤，显著破坏人体免疫系统，诱发各种疾病。过量的短波辐射，甚至能立即致人死亡；太阳活动爆发的时候，心血管疾病的突发增多，心脏病患者的病情加重，甚至危及生命。
另外，太阳活动的高峰期，人的生物周期包括情绪、心理、思维活动等也会产生很大波动。太阳活动强烈时，人的记忆力、判断力明显下降，处理和分析问题的能力也明显降低。这可能就是太阳活动剧烈的时候，交通事故、飞机失事增多的原因。甚至一些法学家发现，社会犯罪率在太阳黑子爆发时期也有所上升。
最猛烈的太阳风暴
2003年10月末，太阳黑子连续爆发产生的太阳风暴袭击了地球。这场罕见的太阳黑子爆发堪称一场天文奇观。
按照11年的太阳活动周期规律，太阳活动达到顶峰后会回落，在第23号的十一年周期中，太阳周期的高峰在2000年左右，其后应该进入削弱期。但是，此次太阳却异常爆发了，在2003年10月和11月，太阳黑子不寻常地连续产生巨大的太阳风暴袭击了地球，这就像在非龙卷风季节刮起了一场巨大的龙卷风。
根据文献记载，此前最严重的一次日冕喷发现象发生在2000年4月，不过那次太阳磁暴产生的气体和尘埃并没有直接袭向地球。而此次太阳磁暴过程中，有将近100亿吨的物质被抛向地球，“儿玉”通信卫星一度通讯中断就是因为这次太阳风暴。风暴引起的地磁暴，导致瑞典南部城市马尔默停电一小时，约两万个家庭受影响。
天文学家证实，2003年11月4日的太阳爆发是天文史上最强烈的一次，noaa监测太阳的goes卫星x射线探测器一度饱和，指针一直指向最高值。此次太阳爆发喷射而出的冠状物以大约每秒2300千米的速度离开太阳表面，向太空抛射了数十亿吨的超热气体，冲向地球的仅仅是其中一小部分。
太阳发飙早知道
因为太阳活动与人类生存环境息息相关，因此，研究太阳活动规律并设法对其进行预报，具有重要的应用价值。太阳活动预报按照预报时间的长短分为长期、中期和短期预报。长期预报一般是一年或几年以上的预报，如预报太阳黑子周期的演变。中期预报主要是提前几天或几个月的预报，预报这段时间里太阳表面是否会出现大的活动区。短期预报是提前1～3天的预报，主要是预报耀斑和由耀斑引起的电离层骚扰。目前，短期预报是太阳活动预报中最成功的。
太阳活动预报需要有完整的太阳和地球物理数据，但地球上任意地点都只有白天才能看到太阳，因此这需要国际的合作。合作的组织工作主要由国际无线电科学协会和国际天文学联合会负责，协调各国每天二十四小时不间断地对太阳进行观测。
总的说来，太阳活动预报目前还没有一种比较完善和有效的方法。不同预报中心的数据来源、预报技术和预报内容均有很大差别。预报水平一般不高，只有当太阳活动处于低年时，预报安全期才有较高的准确度，报准率可达90%；对大活动区预报大耀斑的出现，报准率约40%。关于太阳活动的研究仍是二十一世纪的科学难题之一。
相比有浓密大气和坚固建筑物保护的地球人而言，在高空飞行的航空人员和在太空执行任务的宇航员面临太阳风暴时更加脆弱。此外，那些乘坐高纬度接近极点航线飞机的乘客也会暴露在日益增多的宇宙射线之下。而暴露在射线之下极可能患上辐射病——通常表现为发热和呕吐。
一个设在南极洲的新的太阳风暴探测系统，可以提前两小时提示宇航员穿上防护服以对抗大规模的太阳耀斑和日冕物质抛射。这种探测器设在位于南极点的美国阿蒙森-斯科特科考站，通过对太阳风中质子能量的探测，可以在太阳风暴来袭前166分钟对做出预报。这些设备预测太阳质子峰值的有效范围在数十万到数百万兆吉电子伏之间。超过100兆吉电子伏能量的质子可以穿透任何在其运行轨迹上的物体。这一预警时间足以让宇航员在航天器防护墙的区域遮蔽自己，高纬度极地航线飞机也可以有充足的时间来降低其纬度以获得地球磁场的保护。
更好的策略是早期预警。英国布里斯托尔大学的工程师阿什利·戴尔及其同事正致力于一个名为solarmax的项目。戴尔计划在太阳周围布置一圈小型人造卫星，既能测量太阳的磁场，也能监测太阳风暴可能途经的空间环境。这能帮助我们预测大型太阳风暴可能发生的时间地点，及是否会瞄准地球。戴尔估计，这可以给我们提供长达几天的预警时间。在这段时间里，人们可以转移电网上的负荷，切断易受损的电线，让人造卫星重新指向……这些措施能够防止太阳风暴可能带来的大多数破坏。
下一步技术进展会如何呢？也许是像科幻影片《太阳浩劫》中设想的那样，使用炸弹人工干预太阳的变化；也许是像科幻小说《全频带阻塞干扰》中描绘的那样，四两拨千斤地制造出超级太阳风暴……太阳浩劫的故事，还远未到结束的时候。
【责任编辑：杨枫】