我们即将获得太阳风暴的区域预报

预测风暴路径已经够难了。但预测距离地球 9260 万英里的风暴路径呢？那可真是个艰巨的任务。

幸运的是，现在有一个预测模型可以应对这一挑战。从 10 月 1 日开始，NOAA 空间天气预报中心的空间天气预报员将能够向公用事业公司提供区域空间天气预报，让他们能够应对电网波动。

预测的区域对于当地天气预报来说很大，但与以前的太空天气模型相比，这些区域相对较小——只有 350 平方英里，大约是罗德岛面积的三分之一。该模型由密歇根大学和莱斯大学的研究人员开发，可以向公用事业公司提供长达 45 分钟的严重太阳活动预警，如果太阳风暴移动速度特别快，预警时间会更短。

太阳风暴，又称地磁扰动，有多种形式，但其中最大的形式是日冕物质抛射 (CME)，即大量等离子体与磁场混合，定期从太阳爆发。目前，天文学家可以看到日冕物质抛射从太阳爆发，现有模型可以提前数小时甚至数天预测它是否会袭击地球，但无法准确预测区域。“这就像一个普通的天气预报员说今天某个时候地球上的某个地方会下雨一样，”太空天气预报中心首席科学家霍华德·辛格告诉《大众科学》 。

新模型利用了 NOAA 卫星 DSCOVR 的位置，该卫星可能以从位于拉格朗日点 L1 的稳定轨道上拍摄令人惊叹的地球图像而闻名，该点距离地球一百万英里，始终位于地球和太阳之间。从该位置，它可以测量太阳风暴中磁场的强度。

辛格说：“它就像海岸线上游的浮标。”DSCOVR 的数据可以逐分钟输入到新模型中，并向区域发出警告，告知哪些地区将比其他地区更受太阳扰动的影响。

当太阳风暴袭击地球时，风暴中的磁场与地球磁场相互作用，产生电流，这些电流可以从磁层进入电离层，再从电离层进入地球，地球就像一个巨大的导体。与地球相连的电网可以拦截部分电流。如果设备和操作员没有为事件做好准备，一些设备可能会被烧毁，就像雷暴中的电视机一样。

地球上并非所有地区都以同样的方式受到太阳风暴的影响。如果加拿大直接处于风暴路径上，它受到的影响可能比澳大利亚等地更大，加拿大的发电厂可能需要采取额外的预防措施，确保电网有足够的空间容纳增加的电流，并监测旧变压器以确保它们不会烧毁。

国际监管组织北美电力可靠性委员会（NERC）的高级标准开发人员马克·奥尔森在接受《大众科学》采访时表示：“细化到区域层面的预测会更加有效，因为它可以向公用事业单位发出可能影响其运营的太阳风暴警报。”

奥尔森说：“一些区域因素会影响太阳风暴对电网的影响，比如电力系统的纬度或电力系统区域的地球结构。”

最近，袭击地球的太阳风暴影响相对较小，但我们知道它们可能非常大、​​非常严重。2012 年，一次大型日冕物质抛射与地球擦肩而过，但击中了 STEREO A 卫星。STEREO A 卫星记录了整个过程，并收集了数据，表明如果这次事件袭击地球，将引发一场全球性灾难，可能导致电网超载并摧毁变压器。

过去曾发生过巨大的日冕物质抛射袭击地球。最大的一次太阳风暴，即卡灵顿事件，发生在 1859 年 8 月和 9 月，当时巨大的太阳耀斑导致远至巴拿马南部的地方都能看到极光，并扰乱了世界各地的电报线路。

此后，1921 年、1989 年和 2003 年的太阳风暴都曾造成基础设施损坏、大面积停电，甚至在 1967 年将我们推向战争边缘。但这些都没有卡灵顿事件那么严重。

请记住，卡灵顿事件发生在美国内战之前，而今天我们对电力的依赖程度远高于 157 年前。如果类似事件（如 2012 年的事件）让我们老化的电网措手不及，那么增加的电力负荷可能会损坏电力变压器，并可能导致能源系统长时间停电，因为变压器既不便宜也不容易制造。

预报员希望新系统能够给予公用事业公司足够的时间做出反应，防止长时间停电，并计划随着时间的推移完善模型，最终在美国地质调查局的帮助下添加有关各个地区地质的信息。