祸福同在：为最具危害性的太阳活动事件——超强太阳风暴正名

                                                     吉林大学：杨学祥，杨冬红

        超强太阳风暴的前两名

        第一名：1859 年卡灵顿事件

       卡林顿事件以理查德卡林顿命名，他是观察和记录 1859 年 8 月 28 日至 9 月 2 日太阳耀斑事件的两位天文学家之一，卡林顿事件是有记录以来最大的太空天气事件之一。

      “超级耀斑”与两次日冕物质抛射（CME）有关，其中第二次如此严重，它引发了地磁风暴，立即瓦解了地球臭氧层的 5%，并使流经世界电报线的电流增压。在古巴南部的纬度地区也可以看到红色极光。

       通过重新分析，科学家们估计它的太阳耀斑分类在 X40 和 X50 之间（X 级是为最强大的太阳风暴保留的）。据美国宇航局太阳物理学家亚历克斯·杨博士说，这次事件的能量可以为当今全球能源需求提供数十万年的动力。

       第二名：2003 年万圣节太阳风暴

       2003 年 10 月 28 日，太阳选择通过制造如此可怕的太阳耀斑来吓唬我们人类，它使测量它的传感器过载。在被破坏之前，这些传感器将事件记录为X28类。然而，在后来的再分析中，估计该耀斑是 X45——有记录以来卡林顿事件之后最强大的耀斑之一。

       太阳风暴绝杀了非典病毒

       2003年，非典肆虐全球，在中国非典的全称是非典型肺炎，英文名称SARS。因为非典发病猛、死亡率高，在当时导致社会极度恐慌，后来通过消灭现有传染源，隔离治疗非典患者的方式，有效的控制了非典感染。在国家科研工作者和医疗人员共同努力下非典逐渐被消灭。

       非典在2002年首发于广东，后来逐渐蔓延发展成全球性传染病，因为非典发病猛、死亡率高，在当时导致社会极度恐慌，再加上越来越多的医疗人员和患者的死亡，以及谣言横行，非典被推到风口浪尖。那么，如此严重的非典，是怎么消失的呢？

       从首例非典开始，广东就高度重视，并向全球发出警告，国际卫生组织接收警告后，也密切观察，因为广东是很多省市人员前去务工的地方，所以这些务工人员，在不知情的情况下，将非典带回了家乡，各地都出现了非典病例，且在非典爆发初期由于不清楚其特性，导致大陆和台湾有多个医院出现集体感染的现象，导致不少医疗人员也因此殉职。

       随后，在中国医疗人员、国际卫生组织以及各国的研究人员的共同努力下，对感染者进行有效的隔离治疗，大大降低了非典的死亡率，在这次感染中，感染病例最多的不是首发地广东，而是首都北京，人数达到两千人之多，曾被国际卫生组织列为疫区。非典主要集中在北京、广东和香港，在中国内陆地区稍好，非典病例并不多，而且死亡率也不高。

       后来，通过消灭现有传染源，隔离治疗非典患者的方式，有效的控制了非典感染。再加上国家旅游局和世界卫生组织的警告下，降低了疫区出入人员数量，有效的控制了疫情的扩散。在此基础上，国家科研工作者和医疗人员，以及世界各国的研究人员的共同努力下，非典患者逐渐减少，非典传染源也逐渐被消灭。最终，非典的存活患者全部治愈，抗争了一年的非典消失，成为历史。

https://tag.120ask.com/jibing/feidian/1165767.html

      除了人类的主观努力，全球客观环境也有利于非典的消失。这就是2003 年万圣节爆发太阳风暴：2003 年 10 月 28 日，太阳选择通过制造如此可怕的太阳耀斑来吓唬我们人类，它使测量它的传感器过载。在被破坏之前，这些传感器将事件记录为X28类。然而，在后来的再分析中，估计该耀斑是 X45——有记录以来卡林顿事件之后最强大的耀斑之一。太阳风暴绝杀了非典病毒，为全球环境进行一次大消毒。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1340580.html

       我们在2021年6月2日指出，1918-1920年西班牙流感大爆发和1921年爆发了超级太阳风暴之间，并不存在因果关系。而1918-1920年西班牙流感结束和1921年爆发了超级太阳风暴之间却可能存在因果联系：超级太阳风暴灭杀了西班牙流感病毒。如果在2025年太阳黑子峰值之前，2021-2024年爆发超级太阳风暴，那么新冠疫情结束就为期不远了。

      “超级太阳风暴”与病毒大流行：超级太阳风暴会成为一场灾难还是福音？  让我们拭目以待。     

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1289287.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1330300.html

         第二名超强太阳风暴：2003 年万圣节太阳风暴，是非典型肺炎两年内被绝杀的原因。太阳上的核反应和常见的x射线、α射线、β射线、γ射线和中子射线等是杀毒的主要原因。

相关报道

最具危害性的太阳活动事件——超强太阳风暴

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报告人:汪景琇 中国科学院院士

导读:

报告中，汪景琇院士着重介绍了超强太阳风暴，并列举了历史上几次重大的太阳风暴事件，因为在太阳活动事件中，以超强太阳风暴的影响最具危害性。2017年，美国科学院的一份研究报告显示，如果没有对超强太阳风暴的预报和预警，可能给美国造成2万亿美元的经济损失，美国东海沿岸地区可能会在长达一年的时间内没有电力供应。[文稿][课件]

2020-08-25 08:49:00来源： 宣讲家网

http://www.71.cn/2020/0825/1098245.shtml

2003年爆发的超强万圣节太阳耀斑事件

2013-05-05 21:35:51 来源： 中国天气网 

       2003年10月26日到11月4日太阳上爆发了一系列强烈耀斑，被称为“万圣节风暴”。根据美国宇航局与美国国家海洋和大气局空间环境中心的记录。这场强烈太阳风暴级别达到了X28级，峰值可以冲到X45级，这是史上有记录以来最强大的太阳耀斑。天文学家在《自然》杂志中写道，这次强烈的太阳爆发极大地影响了范艾伦辐射带。范艾伦带是围绕地球的两个高密度粒子放射带之一，它通过捕获外界入侵粒子来保护地球不受电子轰击。范艾伦带内层距赤道3000-6000公里，外层距赤道20000-25000公里。在两层之间，粒子很少存在，也正是这点使得这一区域成为人造卫星运行的理想地带。

       但在这次的“万圣节风暴”期间，外层范艾伦带受到太空风暴粒子流的挤压，使得它的中心距赤道只有10000公里，平时风平浪静的范艾伦中间地带充满了太阳放射物。对于地球上的人们来说，这并不会带来什么损害。居住在地球北端的人还会看到由于太阳释放出的粒子与地球大气碰撞形成的极为壮观的北极光。但是对于在地球轨道中运行的电子设备来说，这是个不可轻视的问题。一些人造卫星的电子线路遭受彻底的损坏。

       这次风暴致使欧美的GOES、ACE、SOHO、WIND等重要科学研究卫星受到不同程度损害，日本“回声”卫星失控；Kodama卫星进入安全模式，直到11月7日才恢复正常工作；Chandra卫星以及SIRTF卫星观测中断；Polar卫星TIDE仪器自动重启，高压电源被损坏，24小时后才恢复正常；NASA的火星探测卫星Odyssey飞船上的MARIE观测设备被粒子辐射彻底毁坏，这是首次发现地球以外空间设施因空间灾害天气而报废。

       除了全球卫星通讯受到干扰之外，全球定位系统也受到影响，定位精度出现了偏差，这也使得航班等需要即时通讯和定位交通系统遭到不同程度的瘫痪。

http://www.weather.com.cn/space/kjtqdsj/05/1868946.shtml

汪景琇：太阳活动和空间天气（4）

2020-08-25 09:07 宣讲家网 汪景琇 中国科学院院士

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那么，为什么远距离的输电和输油会受到影响？因为一个闭合的线圈在磁场中切割磁力线时，会产生感生电流（这就是发电机原理）。输电网、输油管道就是一个很大的线圈，而且地球具有很大的磁场，地球磁场的剧烈变化就相当于切割磁力线，从而会产生非常强的感生电流。感生电流有时候是致命的，它能够使得整个电网瘫痪。

今天的空间物理学界已经具有了初步的能力，来预报太阳活动和剧烈的空间天气。比如卫星发射和返回的时候，如果太阳爆发，特别致命，因为会使得通讯、定位受到影响。对接也是如此，只要差一点就没法对接。所以，测量必须非常精确，地磁场不能有任何扰动。因此，怎样准确预报太阳活动和空间天气成了大问题。

上图我国家神舟九号卫星发射前，国家气象局的预报情况。根据预报情况，他们给出了发射窗口、第一次交会对接窗口、第二次交会对接窗口以及返回窗口，做得很准确。所以，太阳物理学者和空间天体学者，也在通过自己的辛勤研究，为国家和社会作出贡献。

二、最具危害性的太阳活动事件——超强太阳风暴

太阳活动事件中，以超强太阳风暴的影响最具危害性。2017年，美国科学院的一份研究报告显示，如果没有对超强太阳风暴的预报和预警，可能给美国造成2万亿美元的经济损失，美国东海沿岸地区可能会在长达一年的时间内没有电力供应。

讲到超级太阳风暴，不能不提到人类观测的第一个太阳耀斑——卡灵顿事件，它是1859年由英国业余天文学家卡灵顿首先观测到的。同年，另一位英国天文学家霍奇森也看到了这次太阳爆发，并向英国皇家天文学会报告了他的观测结果。

上图是1859年卡灵顿手描的太阳黑子。在黑子本影当中，白光耀斑肉眼可见，即两个半月形的白斑。卡灵顿在自己的庄园里观测太阳的时候，突然发现黑子里边有两个亮斑，他从来没有看到过像这样的东西，于是就想找一个见证人。他赶紧往外跑，可是在庄园里走了一圈，也没有找到人。当他一个人回来的时候，发现白光耀斑已经很弱了。这就是一个非常快速的太阳爆发现象。后来，卡灵顿把这个发现发表在英国皇家学会的年刊上。

那么，卡灵顿事件有什么影响？由于太阳耀斑的原因，电报机感生电流把电报纸都烧着了，拍电报的电报员的手被灼伤。这是人类第一次知道有太阳活动与太阳耀斑。

1860年，有两位地球物理学家发现，强烈的地磁爆与太阳耀斑的时间相合。从这时开始，人们才知道太阳影响着地球，而且是通过一种剧烈的活动影响地球。卡灵顿事件是历史上，迄今为止，最强的太阳爆发事件。根据估算，它比后来用现代的方法观测到的最强的太阳耀斑，还强了3至5倍。所以，人们把它看作百年不遇的剧烈太阳爆发现象。上文中，2017年美国科学院的研究报告，也是针对这类强度的太阳活动事件来说的。遇到这样强的太阳活动事件，如果没有事先预报和规避，它会把美国变为一个发展中国家，美国整个东部会停电一年以上。

上图是上一个太阳周的有名事件——2000年的“巴士底日事件”。巴士底日事件之所以有名，是因为它发生在日冕中心附近，而且发生这一天正好是法国的国庆日，法国人攻占巴士底狱的日子。这一天，北极的极光覆盖了美国的南部地区。极光本来只在北极出现，可是这一天的极光却覆盖了美国，使整个美国的夜间亮如白昼。在这之前的一天，极光把整个东欧和俄罗斯都覆盖了。后来的研究表明，巴士底日事件传播和影响到了几十个天文单位之外，行星两极会出现极光，也就是说，木星、火星都受到影响。

大家看到，木星极区的极光有很多小点，这些是什么呢？是木星的卫星。木星的磁场较强，所以其卫星也具有磁场，凡是有磁场的地方就都有激光。当带电粒子不断与中性原子碰撞时，则中性原子不断电离成电子和阳离子，并发出荧光，就会出现上图的现象。

这是（上图）1989年3月太阳磁场望远镜观测到太阳向量磁场的演化。这是百年来最强的太阳风暴，我国是唯一观测到太阳向量磁场变化的观测站。

1989年3月这次太阳风暴事件，导致了加拿大Hydro-Quebec电力公司5个输电线路中断，造成9450兆瓦电力损失；魁北克600万人停电9个小时；美国新泽西州输电变压器被融化。

这是百年来第二强的太阳风暴——2003年的万圣节事件。左侧是我的学生画出的磁力线结构。这次的空间天气灾害有什么影响？全球范围短波通讯中断，超距雷达、民航通讯中断；电网上感生电流增强，瑞典电网停电1小时；日本EOS卫星丢失；伊拉克战场上美英联军通讯受到影响；GPS和LORAN导航系统出现故障；25颗卫星需要地面操作干涉；SOHO、 GOES、 ACE卫星科学数据丢失。

http://www.71.cn/2020/0825/1098219_4.shtml