2013强太阳风暴或导致全球GPS和轨道卫星瘫痪

刺客

        据国外媒体报道，科学家认为目前太阳正处于第24周期中，前一个周期结束于2008年，而2013年正好是为期11年平均周期中的最活跃期。太阳周期是太阳磁场活动的规律性现象，黑子数量也会增加，该情况将会导致地球的电离层受到干扰。

        众所周知，全球定位系统的信号依赖空间传输，而混乱的空间电磁环境可能导致导航信号出现严重问题。即将到来的2013年或面临强大的太阳风暴，科学家们正在通过设置全球联网的监测站对太阳风暴进行观测，以研究在太阳活跃期所发生的现象。

        太阳黑子数量的急剧增加可能导致地球电离层环境出现改变，这是位于我们大气顶层的等离子“壳层”，之所以太阳活跃期的风暴会引起科学家的高度关注，是因为当前运行在轨道上的人造卫星应用技术还没经过太阳风暴高度活跃期的考验，人们担心电离层电磁环境的变化可能导致全球定位系统或者其他通过近地空间的信号受到严重干扰而出问题。

        图1中显示的是在美国地区出现的日全食事件，当月球盘面完全进入并遮挡住部分太阳圆面时的情景。图2则显示了太阳的活跃程度正在不断加强。显示了太阳活动与地磁指数在最后一个太阳活动极大期后出现再次缓慢上升的趋势，橙色表示太阳黑子的水平；太阳辐射通量水平用绿色表示，显示总的能量输出；地磁指数则与地球周围空间环境的磁暴水平有关，用蓝色和粉红色表示。

        早在20世纪，无线电爱好者率先发现了电离层的奥秘，这是一层可受到太阳带电粒子强烈干扰的地磁层内界，地球高层大气在这里被射线所电离。随着太空时代的到来，轨道卫星的无线电信号开始穿过电离层，当前时代的日常生活比过去都更加依赖于空间系统。在太阳活动极大期时，太阳黑子的数量将大量增加，太阳辐射的输出也比往常增大了约0.1%，这个变化将影响全球气候和天气系统的模式。当太阳活跃期到来时，电离层将变得更加不稳定，而且在晚上温度降低时会形成湍流，其中包括形成了“等离子气泡”，使得电离层变得更加动荡。

        由太阳风暴导致的电离层空间环境变化可导致无线电系统出现信号延迟，这是导航卫星较容易出现问题的一个因素。为了监视地球高层大气以及卫星导航和通讯所受到太阳风暴的影响程度，欧洲航天局正在全球建立联网的监测站。根据欧洲空间局的科学家罗伯特·普列托-塞代拉（RobertoPrieto-Cerdeira）介绍：“当前太阳活跃期监视系统仍然处于开发阶段，但是已经可以被用于监测并不强烈的电离层磁暴。”

        太阳风暴监视监测系统主要通过测量全球定位系统的信号进行工作，比目前现有的监测站采用的仪器精度都要更高，科学家们将监测系统部署在世界各地，尤其是赤道地区是最为感兴趣的站位。而在中纬度地区则会出现更多动态的变化事件，因此研究人员在西非佛得角和另一边非洲大陆的肯尼亚都建设了监测站。此外，通过法国国家空间研究中心我们获得大西洋中部阿森松岛、利伯维尔和加蓬现有跟踪站的数据，因此下一步对太阳风暴监视系统的审议将会把传感器部署在加那利群岛马斯帕洛马斯和法属圭亚那库鲁地区。

        位于北极地区的监测站可以对高纬度实现监视监测覆盖。在太阳活跃周期大约为11年左右，即从一个活跃最大值到下一个最大值的间隔，根据以往的观测记录，太阳周期大约在9年至14年，而太阳处于最大活跃期时会发生太阳耀斑，比如在1859年袭击地球的太阳风暴导致北半球大部分地区看到极光，甚至在罗马都可以观测到极光现象。

哲铭

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