我们如何为下一个巨大的太阳耀斑做好准备？
1859年，太阳物理科学真正开始于有史以来最大的喷发：卡灵顿事件。在此之前，许多人已经观察到太阳：对黑子进行计数和监视，观察太阳的旋转速度，并在黑子活动，地球磁场和对地球极光的观测之间建立了潜在的联系。但是，当天文学家理查德·卡林顿和理查德·霍奇森在1859年9月1日注意到太阳上发生了巨大的“白光耀斑”时，我们意识到太阳和地球之间的联系从未像现在这样。仅仅17小时后，地球经历了有史以来最大的地磁风暴，其影响的全球报道如今已成为传奇。知道这些事件是定期发生的，我们现在为不可避免的事情做好准备了吗？这就是埃里希·拉特坎普（Erich Rathkamp）想要知道的，他问：
“如果不做准备，那么CME规模与1859年卡灵顿赛事相当，它将有效地拉平美国的电网……我们真的可以提供一整天的警告吗？一个足够的警告期实际上是否足够长，足以使我们能够度过卡林顿级事件[事件？] ...如果明天发现卡林顿级事件，我们是否真的能够有效地生存呢？”
当谈到迫在眉睫的自然灾害时，我们能做的最好的事情就是确保我们已做好准备。这是Sun为我们准备的东西。
通常，太阳是一个相对安静的实体，输出相同的连续功率至99.9％的精度内。它绕其轴旋转，在赤道处为25天，在两极处为33天，并且还发射出稳定的粒子流：太阳风。它的中心核心最高温度约为1500万K，但其光球的边缘却相对较低，约为6,000 K，这就是辐射我们接收到的能量的原因。
此外，还有一个非常弱的，非常热的等离子体与光层分开：太阳的电晕是成千上万的开尔文，而太阳的混沌，不规则磁场经常将两者连接。但是，有时太阳会发展出黑子，这些黑子是其光球上相对凉爽的区域。太阳，日冕，甚至太阳系中的其他物体（例如地球）之间都存在磁连接。源于多种过程，可能会发生太阳耀斑，日冕物质抛射和其他磁重联事件，从而沿特定方向发出高能粒子流。
相对缓慢移动且能量低，大约需要3天才能到达地球与太阳的距离，
往往会想念地球，因为它们在太空中位置相当局限，而且撞击地球精确位置的几率很低，
即使它们确实撞击了地球，我们星球的磁场也趋向于无害地散布它们，也许除了极点附近，它们可以在其中创造出美丽而壮观的极光。
重要的是，这些粒子本身不会像我们一样对地球表面的生物造成威胁。但这并不意味着我们可以免受任何可能造成的不良影响。
如果一切都以错误的方式排列，结果可能是灾难性的。如果太阳耀斑引起日冕物质抛射，如果该日冕物质抛射能量很高，并且来自其中的粒子直接朝向地球，还有一件事-所抛射物质的磁场和磁场地球是未对准的，这是对我们的星球造成最大破坏的秘诀：基础设施，电子设备等等。这几乎可以肯定是162年前发生的，当时臭名昭著的卡灵顿事件发生了。
1859年9月1日中午，理查德·卡林顿（Richard Carrington）突然在太阳表面追踪了一个大的不规则黑子，当时突然爆发了耀斑的耀斑。卡林顿将耀斑描述为强烈耀眼，并在约5分钟的跨度内从黑子的左侧向右侧迁移。然后，就像耀斑突然出现一样，它完全消失了。
大约18小时后-大约是典型太阳耀斑速度的3至4倍-发生了有史以来最大的地磁风暴。极光在世界各地都见过；美国的矿工被明亮的灯光惊醒，以为天亮了。在夜晚的地方，极光足够明亮，可以用它的灯光阅读报纸。在许多赤道纬度地区都可以看到极光的“绿色帷幕”：古巴，夏威夷，墨西哥和哥伦比亚都报告了它们。而且，最令人不安的是，我们的早期电力系统（例如电报机）会经历自身的感应电流，从而引起电击，起火和猛烈敲击，即使系统本身完全断开也是如此。
其背后的物理原理既简单又令人恐惧。太阳发出的并撞击地球大气层的带电粒子本身并不有害，因为大气层具有出色的制动力。但是这些粒子在大量高速运动时会产生自己的磁场，就像任何电流一样。如果这些磁场足够强，它们可以大大改变地球表面的局部磁场。而且，如果您更改穿过线圈或线圈的磁场的强度和/或方向，则该变化的磁场将感应出电流。
我再说一遍：如果您有一个线圈或线圈，其中磁场在内部发生变化，它将产生感应电流。人类在卡灵顿事件发生之前很早就知道这项法律。法拉第（Faraday）于1831年发现了它。但是，自Carrington时代以来，世界已经发生了许多变化，电网，发电厂和变电站，电力运输基础设施，甚至住宅，商业和工业电子产品都充满了线圈和线圈。如果我们今天要经历类似卡灵顿的事件，那么感应电流实际上将是天文数字。
如果不采取任何措施来减轻损失，则会产生估计的损失。大多数国家的电网将被完全有效地平整。减轻此类耀斑影响的最有效方法是通过增加接地，这样原本会流经电网线的大电流将直接流向地球。但是，每次电力公司尝试这样做时，最终发生的事情是，用于接地的导电物质（例如铜）因其材料价值而被盗。
结果，我们的电站和变电站都接地，它们会承受巨大的感应电流，通常会引起火灾，继而对我们的基础设施造成重大破坏和破坏。我们不仅在谈论数万亿美元的灾难（仅对美国的损失就估计高达2.6万亿美元），而且我们谈论的是世界人口的大片土地长期处于停电状态：可能会持续数年。当您考虑到得克萨斯州最近发生的事情时，他们受到严寒的袭击，许多地区失去了电力，因此有造成大量人员伤亡的风险；对于许多人来说，电力是维持其生命所必需的。
卡林顿事件并不是什么大规模的异常事件，也不会每隔几百万年发生一次。许多太阳耀斑袭击了地球，其中一些对电网造成了局部破坏。 1972年发生的一组太阳风暴造成了电力和电信网络的广泛破坏，卫星的破坏，甚至引起了越南海军地雷的意外引爆。 1989年的一次地磁风暴导致魁北克的输电系统彻底瘫痪。 2005年的一次太阳风暴使GPS网络离线。这些事件可能具有破坏性，但与自然不可避免地为我们存储的内容相比，它们只是警告。
自从我们开发出能够对其进行充分监控的工具以来，太阳终于在2012年发出了太阳耀斑，这与导致1859年卡林顿事件的太阳耀斑一样充满活力，这是太阳的首次爆发。它发生在7月23日，这就是拯救我们的原因。耀斑发生在与地球轨道相同的平面上，但与我们相距了九天。与卡灵顿事件类似，这些粒子在短短17个小时内就到达了地球到太阳的距离。如果地球没有受到影响，那么造成的全球损失可能会达到10万亿美元大关，更不用说随之而来的巨大生命损失。
但是，我们大多数人对飓风，龙卷风，地震，海啸或火山喷发的想法都不像对飓风那样。但是，在当今依赖电子的现代世界中，我们绝对应该从备灾的角度考虑这一点。丹尼尔·K·伊努耶（Daniel K. Inouye）太阳望远镜的最新问世（直到去年），我们终于准备好在可能发生灾难性地磁风暴的时候发出一些重大警告。
这款太阳望远镜的作用就像是一个测太阳磁力仪，能够测量太阳和太阳日冕上的磁场，从而使我们能够知道目前地球定向的日冕质量抛射是否正好对我们的星球产生了错误的磁场。如果检测到一个，我们就有机会采取大规模的缓解措施，其中包括：
让电力公司切断电网中的电流，这需要大约24小时的时间逐步减少以负责任的方式进行，
断开并（如果可能的话）断开地面站和变电站的连接，以免大的感应电流流入房屋，企业和工业建筑，从而引发火灾，
并就如何安全应对家庭住户提出建议：拔下所有电器和电子设备，断开某些电线和系统的连接，等等。
从太阳到地球的最快太阳耀斑之旅仅14.6小时就完成了旅程，这意味着我们理想地希望我们的响应时间比这更快。但是，最大的危险在于完全没有做好准备，这与当前的状况相当接近。我们不仅有Inouye望远镜，而且还有位于太空L1 Lagrange点上的Parker太阳探测器和我们的太阳监测卫星的起点，这是检测和测量这些事件所必需的基础设施，但是没有必要的缓解措施的地方。
在最坏的情况下，耀斑将在寒冷的季节到来，并在冬季影响北半球。对于大多数发达世界，这将使电力脱机，使数十亿人没有热能或动力。食物和水的储存和分配可能被淘汰，数十亿人只能自食其力。我们的卫星系统也可能离线。任何依靠计算机操纵来避免碰撞的系统都可能在低地球轨道上引发卫星撞击的灾难性连锁反应。如果我们不做好准备，那么一个事件就可以使我们倒退几十年的文明历史。
那么我们要做什么准备呢？它从早期检测开始：对太阳以及从太阳到地球传播的粒子进行地基和空基观测。理想情况下，这将意味着在地球上的L1拉格朗日点上并与太阳本身非常接近的地球上的太阳物理学观测站网络。我们应该为停电和断电做准备不到14小时的电网，并增加站和变电站的接地。我们应该为卫星创建强制性的“安全模式”轨道，以使电子设备不会遭受灾难性破坏，并为发生卡林顿级别的耀斑并冲向地球的情况制定针对公民的应急计划。
从真正意义上讲，危险肯定会到来。这只是什么时候的问题。如果我们不做任何准备，那么当“大人物”来袭时，我们可以期待价值数万亿美元的基础设施破坏，甚至有可能造成大量死亡。但是，如果我们能够为电网，配电系统和全球公民做好准备，为不可避免的情况做好准备，那么我们真正具备了即使在卡林顿式事件中也能有效生存的能力。我们只需要在预防上付出努力和投入。否则，我们将在未来几年甚至数十年内为它支付多次费用。
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