太阳的“暴脾气”，威力几何？

太阳是地球上生命能量的源泉，总是温和地给予我们光和热，但偶尔也会展现出令人敬畏的“暴脾气”。太阳的“暴脾气”是指太阳上剧烈的爆发活动，即太阳风暴，包括太阳耀斑、日冕物质抛射以及太阳质子事件等现象。

太阳耀斑爆发时，通常伴随太阳质子事件和日冕物质抛射。这些现象会引发地球磁场扰动甚至地磁暴，并对地球电离层产生扰动，从而影响导航定位、航空通信、短波通信、长距离输电网和输油管线等；大量的高能粒子可能会毁坏地球附近的人造卫星载荷甚至卫星本身，威胁航天员的生命安全；地磁暴还会引发中高层大气密度增加，影响卫星发射活动和卫星运行。

2022年2月，美国发射的49颗星链中有38颗因地磁暴未能按计划入轨。2024年10月，国泰航空从纽约飞往香港的CX831航班因原定飞行路线受地磁暴干扰，不得不更改航线以保障安全。

极端太阳风暴是指罕见的超级太阳爆发事件，这些事件具有极强的对地影响，可能会对卫星通信、电力系统、导航设备等高科技设施造成毁灭性打击，甚至引发全球性技术灾难。历史上，极端太阳风暴曾多次给地球带来麻烦。

1859年9月1日，人类第一次观测到太阳耀斑，这也是历史上最强的太阳耀斑。大约17.5小时后，当时世界上属于“最高技术”的电报通信系统被破坏，部分电报机虽已断电，但仍然继续发送和接收信息，一些电报纸甚至发生自燃。

这次太阳风暴引发的极光在美洲、欧洲、亚洲和澳大利亚都可以被观测到，甚至在纬度非常低的夏威夷、加勒比海和智利圣地亚哥都能看到极其绚烂的极光。据报道，当天午夜后，美国落基山地区的露营者突然被极光惊醒，一些人甚至以为天亮了开始准备早餐。美国东北部的部分居民半夜醒来，发现他们竟然可以借着极光阅读。

1989年3月10日，太阳活动区AR5395爆发X4.5级耀斑及日冕物质抛射并于13日到达地球，引发超级地磁暴。此次太阳风暴引发的极光，南扩至美国的佛罗里达州和墨西哥的犹加敦半岛。

但它造成的灾害更严重：加拿大魁北克电网的变压器因感应电流过大被烧毁，整个电网90秒内全部瘫痪，电力输送中断，600万居民停电9小时以上。电力公司仅电力损失就达2000万千瓦，直接经济损失约5亿美元，而带给用户的经济损失高达10亿美元。同时，瑞典南部和中部的输电线路、美国新泽西州核电站及日本东京电网也遭到不同程度破坏。

太空设备同样遭殃：美国GOES-7卫星一段时间内失去控制，通信线路异常，图像丢失，太阳能电池损失了约一半的能源，致使寿命缩短。SMM卫星轨道下降了约3千米，导致寿命缩短，最终于同年12月坠毁。CS-3b卫星异常，搭载的备用命令电路损坏。此外，美国和澳大利亚无数民用或军用短波通信被中断，澳大利亚输油管道被腐蚀，大西洋和太平洋的海底电缆出现了高压脉冲。

太阳风暴致国际空间站轨道高度下降

2000年7月14日（法国“巴士底日”），太阳活动区AR 9077爆发X5.7级耀斑并伴随太阳高能质子事件和日冕物质抛射。约32小时后，该日冕物质抛射抵达地球，引发了强地磁暴。

此次太阳风暴对航天、航空、通信以及地面技术系统都造成了严重影响。多颗科学卫星受损，图像质量严重下降；GOES-8和GOES-10卫星丢失了2天的数据，太阳能电池阵也出现故障；国际空间站轨道高度下降约15千米；美国GPS卫星导航故障增加，美国东海岸电力网的一些变压器受到损坏；地磁暴引起大气密度增加，导致日本AS6be76e4ed60e60b90093b0fb949d6d5bCA卫星轨道下降，卫星姿态失控，高能带电粒子的轰击使太阳能电池阵出现故障，卫星失去电力供应，最终丢失；电离层的强烈扰动引起短波通信中断……

2003年10月26日至11月4日期间，太阳爆发一系列强耀斑并伴随太阳高能质子事件和日冕物质抛射，其中耀斑最强达X28级（已达到探测器饱和值，真实级别高于X28级），因与万圣节时间重合而得名。太阳风暴到达地球后引发多次强烈的地磁暴。

此次太阳风暴致使多颗科学卫星和通信卫星受到严重干扰或损坏，日本“回声”卫星失控，另外多颗卫星进入安全模式、自动重启或者观测中断；火星探测卫星Odyssey飞船上的MARIE观测设备被彻底毁坏，成为首个因太阳风暴而报废的地外空间设施。

强烈的地磁暴导致全球范围内的短波通信中断，GPS定位精度大幅下降；欧洲和美国电网受到影响，其中瑞典部分地区电力供应中断，美国新泽西州的核电站降低功率运行；大量航班中断或延误，部分航班被迫降低飞行高度以减少辐射风险；美国阿拉斯加的石油和天然气开采活动也被迫中断；低纬度地区的美国得克萨斯州和佛罗里达州等地上演极光盛宴。

2024年5月，太阳表面出现超级活动区AR13664，其线性尺度相当于15个地球。5月8日，该活动区开始活跃并不断爆发强耀斑，其中8～9日爆发一系列X级和M级耀斑并伴随全晕日冕物质抛射，10～11日多个日冕物质抛射先后到达地球附近引发特大地磁暴，这是自2003年11月以来最强地磁暴。

受地磁暴影响，中国空间站、国际空间站的轨道高度都出现不同程度的下降，全球约5000枚人造航天器主动变轨和机动提升轨道高度，以抵消地磁暴所造成的轨道拖曳效应，防止被“拖曳下落”。地磁暴发生的同时，极光“盛宴”在中国新疆、内蒙古、甘肃、黑龙江甚至北京等多地上演。

空间天气是传统天气的自然拓展，涉及从地球上空几十千米至太阳表面的广阔区域。空间天气预报指利用已有的空间天气演化规律，采取模式预报和经验预报等方法，全面分析空间天气观测资料，对未来一段时间内的太阳活动、行星际空间、磁层、电离层、中高层大气以及空间天气效应等空间环境要素的未来状态进行预测。

降低极端太阳风暴影响，最好的办法是进行准确的空间天气监测和预报，并将预警和预报信息及时送达相关行业。目前，准确进行空间天气预报还比较困难，未来我们仍需继续努力！

（责任编辑 / 李银慧 王佳璇 美术编辑 / 徐博宇）