歷史空間天氣能揭示接下來會發生什麼？

空間天氣是指受太陽活動影響的空間環境條件。在今天的歐洲經濟中，許多部門都可能受到太空天氣的影響。這些領域包括空間電信、廣播、氣象服務和導航、電力分配和地面通信，特別是在北緯地區。太陽活動的一個重要影響是衛星導航服務干擾（如伽利略衛星導航系統），由於太空天氣對高層大氣的影響。這反過來又會影響航空、公路運輸、航運和任何其他依賴精確定位的活動。對軌道上的衛星來說，空間天氣的影響可以從通訊、性能、可靠性和總壽命的下降中看出。

圖片：European Space Agency

博科園-科學科普：例如在大多數航天器上，將陽光轉化為電能的太陽能電池板在執行任務的過程中會穩定地產生更少的能量，在設計衛星時必須考慮到這種退化。此外，由於太空天氣而增加的輻射可能會增加宇航員健康風險，無論是今天在低軌道上的國際空間站上，還是將來在月球或火星的航行中。在地球上，商業航空公司還可能在大型太空天氣事件中遭受飛機電子設備的損壞，並增加機組人員(在長途飛機高度)的輻射劑量。空間天氣對地面的影響包括對配電網路的破壞和破壞，增加管道腐蝕和無線電通信的退化。

圖片：CC0 Public Domain

根據華威大學的一項新研究，歷史上的太空天氣可能會幫助我們了解接下來會發生什麼。來自華威大學聚變、空間和天體物理學中心的桑德拉·查普曼教授領導了一個項目，該項目繪製了過去半個世紀前幾個太陽周期的太空天氣圖，並發現了一個潛在的可重複模式，即太空天氣活動如何隨太陽周期變化。

太陽每11年經歷一次太陽周期，在此期間太陽黑子的數量增加到最大值(「太陽最大值」)。更多的太陽活動意味著更多的太陽耀斑，這反過來又意味著地球上更極端的空間天氣。這一突破將使人們更好地了解和規劃太空天氣，以及它可能對地球構成的任何未來威脅。

太空天氣會干擾電子、航空、衛星系統和通信——這取決於太陽活動，但由於每個太陽周期的情況不同，因此很難預測太空天氣事件的總體可能性。這項令人興奮的研究表明，太空天氣和太陽活動並不是完全隨機的，而且可能會限制未來周期中大型天氣事件發生的可能性。來自華威大學物理系的桑德拉·查普曼教授，該論文的第一作者說：我們分析了最近的5個太陽活動最大值，發現儘管更極端事件的總體可能性在一個太陽活動最大值和另一個太陽活動最大值之間有所不同，但是它們的可能性有一個潛在的模式，這個模式是不變的。

如果這種模式持續到下一個太陽活動高峰期，研究將為地球可能面臨的太空天氣威脅做更好的準備，而這一研究限制了大事件發生的可能性。在過去的5個太陽周期(超過50年)中，地面和空間觀測幾乎一直在監測空間天氣、太陽和太陽風以及地球上的反應。每個太陽周期都有不同的持續時間和活動峰值水平，因此，地球空間天氣的氣候在每個太陽最大值時也不同。極端事件發生的頻率越低，就越難以建立一個統計圖表來說明它們發生的可能性有多大。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《Space Weather》｜研究/來自：歐洲航天局（ESA），華威大學，DOI: 10.1029/2018SW001884

博科園-傳遞宇宙科學之美

閱讀原文進入可下載iOS或安卓App：博科園

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！