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太陽

圓滑且和平

除非它突然在隨機方向上釋放出輻射和電漿體。

這些太陽的耀斑和日冕物質拋射出CME

會撞擊地球並對人類造成嚴重後果。

它們如何影響的？

他們會造成多糟的後果？

而我們能為此做準備嗎？

開場音樂

雖然太陽看上去很堅實， 但實際上就像是一個非常炎熱的海洋。

熱到以至於把原子撕成電子和原子核， 而它們在電漿體中相互圍繞流動。

這些電漿體被太陽的磁場推動並成形。

類似於太陽的引力場牽制行星並塑造其軌道的方式。

但是磁力與重力有很大的不同。

磁性是雙重力的一部分：電磁。

電產生磁場，而磁場又產生電。

太陽是由帶電的質子和電子組成的電漿體。

它們移動時會產生磁場，

然後該磁場會影響粒子的流動。

它們被困在稱為發電機的動態回饋迴路中，

該迴路使太陽的磁場保持活躍。

該磁場儲存大量能量，

並通過太陽系洩漏出去。

它伴隨著不止息的太陽電漿流， 像是雨一樣，被稱為太陽風，

產生了某種太空天氣。

但它並不總是那麼平靜且和平。

當太陽的電漿體在其周圍擺動並流動時，

其磁場將會全部扭結並扭曲。

這會產生積聚巨大能量的磁結。

當磁結破裂時（如一團彈簧向外爆炸），

太陽將把電漿和其他可怕的物質釋放進太陽系。

這些太陽風暴有多種類型，

例如太陽耀斑；高能輻射的潮汐波。

它們以光速在太陽系中蔓延， 在太陽風的帶領下掃起質子，

從而加速了質子風暴。

然後，有大量的物質噴出，

從太陽的大氣中逸出數百萬或數十億噸的電漿體，

以高達900萬公里/小時的速度將其催化通過太陽系。

當這些怪物襲擊我們時，地球上則會安然無事

雖然減弱的風暴可能會損壞衛星，

影響無線電通信

或對宇航員造成危險，但對於地面人員而言，太空天氣是無害的。

但對於地面人員而言，太空天氣是無害的。

地球大氣保護我們免受太陽風最嚴重的影響，

藉由吸收來自太陽的太陽風和X射線，

從而保護了我們。

來自CME的帶電電漿體被地球磁場偏轉，

將能量風暴轉移到南北兩極，

在那裡充滿能量的粒子墜入大氣，

使大氣層發光並形成美麗的極光。

與任何天氣一樣，大多數時候情況都很好。

但有時候，那裡會有不尋常的風暴。

或者在某些情況下，會有太陽風暴。

據我們所知，它每世紀會發生一次或兩次。

如果今天要發生的話， 我們將首先檢測到強烈的太陽耀斑，

這是在更為危險的雷聲之前的一種閃光。

這些雷是CME，由數十億噸的熱磁電漿體組成，

它們穿過了太陽和地球之間的1.5億公里，

在不到一天的時間內。

當它到達時， 它會產生衝擊波，猛烈地壓縮地球的磁場，

並將能量轉移到磁層中。

但這可能會變得更糟。

如果CME的磁場以正確的方式與地球對齊，

則這兩個磁場會合併。

磁性雲層經過地球時，將地球磁場伸展成一條長長的尾巴。

最終，儲存在尾巴中的能量將變得無法容納。

它被扯斷並爆炸性地向地球釋放能量。

地磁風暴已經開始了。

幾百年前，沒有人會在意。

這場席捲地球的風暴與由肉和骨頭製成的我們無關。

但這對於由金屬和金屬絲製成的機器非常重要。

還記得發電機嗎？(動態回饋迴路)

磁場產生電流。

21世紀的地球覆蓋著數百萬公里的電線， 用於運輸電力，

以及復雜的機器網格，例如變壓器，使這種傳輸成為可能。

CME的能量可能會在我們的電網中感應出電流，這可能會完全關閉它，

或者更糟的是，破壞我們正在運行的電網和變電站。

這已經發生過了，

例如當1989年強烈的太陽風暴襲擊時，魁北克的電網就因此發生故障時。

但整體來說，我們的工程師知道如何應對這些風暴，

以至於我們通常不會注意到。

上一次太陽颶風襲擊地球是在1859年：

卡靈頓事件，

這是地球上有史以來最大的地磁風暴。

巨大的極光發生在南端的加勒比海。

在某些地方，它們是如此明亮，以至於人們起床，

以為太陽升起了。

幸運的是，我們只有一種因此被淘汰技術：

電報系統。

他們在世界各地都失敗，

這震驚了他們的運營商，並解決這個問題。

今天，我們有了更多的技術，

而我們的運氣可能很快就會耗盡。

之後必然會發生另一場惡劣的太陽風暴。

在2012年，像卡林頓賽事一樣強烈的風暴僅使地球失之交臂。

研究預計，它將對全球的電子系統造成嚴重損害，

單美國一項就損失高達2.6萬億美元。

更換所有受損系統的時間估計為4至10年。

很難說這會有多糟。

因為有些專家意見不同

有些人認為只會造成臨時停電，

但其他人則擔心情況可能會更糟。

在風暴襲擊我們之前，我們無法確定。

此類事件的概率估計為每十年 12％

在接下來的50年中，至少有50%的機會。

然而有更多另人不安的消息

一篇2019年的論文發現，就算是太陽這樣平靜的星星

在每幾千年就可以產生出一次超級閃焰

噴發出比目前太陽風暴還要更強的風暴

我們已經在太陽系中觀查到了

如果這樣的風暴在我們搞不好備好的時候來襲

後果是災難性的

這不是誇大我們對電力的依賴

那不只是在家裡的燈炮

意味著失去電腦運作

通訊裝置失效

導航系統無法運作

持續性的停電可能打破我們的供應鍊

供水系統失效

醫院的發電機燃料會用完

超市無法補充貨物

食物在農田裡腐爛

電力不足使我們在重啟殘破的電力網路時格外困難

需要數年或數十年才重啟停滯很久的文明

好的 該是驚慌了？

許多新聞報紙表示太陽風暴會把我們送回石器時代

其實並不會

幸運的是，即使無法預防太陽風暴

但他的副作用是可以避免的

科學家們觀察到CME從太陽過來需要小時到數天的時間

工程師保持系統工作讓世界繼續運作

非常了解太陽風暴帶來的風險

變電器與變電所可以切換成切斷

短暫的預防性停電

換句話說，就像是拔掉插頭

工程師可以打開額外的線路使多餘的電力消散

與其他自然災害相比，通過廉價的投資和升級，

我們可以保護全世界的電網，甚至抵禦最惡劣的風暴。

但我們需要準備

僅管風險是可以控制的，但它是真實存在的

當我們沐浴在溫暖宜人的陽光下時

也許有一天，它可能對著我們送出一頭怪物

我們最好有所準備

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