太阳活动周期25：地磁风暴来袭，如何应对？

太阳活动周期25：地磁风暴来袭，如何应对？

2024年9月3日，德克萨斯农工大学的研究团队发布了一项关于极光及其背后太阳风暴对电网影响的研究，揭示了这一现象的科学原理及其潜在威胁。当前，我们正处于第25个太阳活动周期，这是自1755年开始详细记录太阳黑子以来的第25个周期。最新预测显示，这一周期的太阳活动将比预期更早达到峰值，预计在2024年4月至2025年2月之间，太阳黑子数量极大值将达到134~162之间。

太阳活动周期大约为11年，当前的第25个周期展现出一些不同寻常的特征。美国国家海洋暨大气总署（NOAA）的最新预测显示，这一周期的太阳活动强度可能超出预期。2019年的初步预测认为，太阳活动高峰将在2024年12月至2026年3月之间到来，太阳黑子数量极大值在105至125之间。然而，随着观测数据的不断积累，预测结果也在持续更新。2023年10月的预测已经将高峰期提前至2024年1月至10月，太阳黑子数量极大值上调至137至173之间。最新的预测进一步将高峰期锁定在2024年4月至2025年2月，太阳黑子数量极大值预计在134至162之间。

这一轮太阳活动的增强，预示着地磁风暴的发生频率和强度可能超出预期。地磁风暴是太阳活动对地球空间环境影响的重要表现形式，其影响范围广泛，从电力系统到通信网络，从卫星运行到人体健康，都可能受到不同程度的影响。

地磁风暴的影响

电力系统

德克萨斯农工大学的研究团队正在利用真实和合成的电网模型，研究如何减轻太阳风暴对电网的影响。研究团队成员乔纳森·斯诺德格拉斯（Dr. Jonathan Snodgrass）将太阳风暴对电网的影响比作高中科学实验中的磁铁和铁屑，强调了这一现象的复杂性和潜在威胁。太阳风暴会在电网中产生直流电（DC），而电网通常使用交流电（AC）来生产和分配电力。当直流电叠加在交流电上时，会导致变压器出现问题，可能导致电网部分区域停电。根据太阳风暴的强度（G1至G5），电力系统的影响程度也不同。

历史上，1859年的卡林顿事件是记录在案的最大地磁扰动事件，严重影响了当时的电报系统。1989年，魁北克发生的太阳风暴导致了长达八小时的停电，进一步引发了科学界对地磁扰动对电网影响的关注。随着太阳活动的增强，科学家们通过NASA和NOAA的合作，提升了对太阳风暴的监测能力，旨在为电力和通信系统提供更有效的保护。

通信系统

地磁暴可能对卫星导航系统（如GPS）和卫星通信系统产生影响。当高能粒子流冲击地球磁场，导致地球电离层密度发生变化时，导航信号可能延迟或减弱。此外，一些依赖卫星链路的高级通信服务，如卫星电话等，在极端地磁暴事件中可能会受到暂时性干扰。

人体健康

关于地磁暴对人体健康的影响，目前没有直接证据表明二者存在因果关系。失眠、头晕等症状的成因复杂，包括压力、生活习惯、精神心理因素等，这些因素远比地球磁场对日常生活的影响更直接和显著。中国气象局国家空间天气监测预警中心的相关工作人员表示，地磁暴主要影响依赖地磁导航的生物，比如信鸽，不会对人类身体健康造成影响。

应对措施

面对即将到来的太阳活动高峰，我们需要做好充分准备，以减少地磁风暴对日常生活和技术设施的影响。

个人防护

• 数据备份：定期备份重要数据，以防电力中断导致数据丢失。
• 限制电力使用：在地磁风暴预警期间，尽量减少电力使用，特别是高耗电设备的使用。
• 保持设备充电：确保手机和其他重要设备始终处于充电状态，以便在电力中断时保持通信能力。
• 关注预警信息：通过官方渠道获取最新的太阳活动和地磁风暴预警信息，及时采取应对措施。

机构和政府层面

• 加强监测和预警系统：政府和相关机构应加强太阳活动和地磁风暴的监测能力，及时发布预警信息。
• 提升电网防护能力：电力部门应加强电网的防护措施，提高对地磁风暴的抵御能力。
• 国际合作：太阳活动和地磁风暴是全球性问题，需要加强国际合作，共享监测数据和预警信息，共同应对可能的影响。

未来展望

随着太阳活动的增强，科学家们正在密切监测这些事件的严重程度。NASA与NOAA的合作，尤其是新发射的GOES-U卫星，将显著提升对太阳风暴的监测能力。GOES-U卫星的独特之处在于其具备监测空间天气的新能力，能够实时监测太阳的外层大气，并提前发出警告。这一技术的进步将为电力和通信系统的保护提供更为有效的手段。

此外，科罗拉多大学博尔德分校（CU Boulder）与NASA戈达德太空飞行中心的合作协议，进一步推动了国家空间天气能力的提升。该协议旨在扩展空间天气应用，以保护地面和太空资产，尤其是为准备深入太空探索的宇航员提供保护。CU Boulder在太阳、行星和空间物理研究方面处于前沿，其研究成果将为国家在这一关键领域的利益提供支持。

总之，太阳活动周期25的提前到来和强度增强，为我们敲响了警钟。面对可能频繁发生的地磁风暴，我们需要从个人到机构，从技术到政策，全方位做好准备。通过加强监测预警、提升防护能力、开展国际合作，我们可以最大限度地减少地磁风暴对社会的影响，确保电力、通信等关键基础设施的安全稳定运行。