太阳发生大的耀斑时,存在于太阳周边日冕的等离子体会成块地飞向地球,速度为每秒1000~2000米,这被称为日冕物质抛射,通常两天左右就到达地球。等离子体与地球磁场作用,频繁地引起强烈的极光。极光中有大的电流,使地面上的输电线或铁制管线里产生感应电流,把变压器烧毁,引发大面积停电。另外,铁管通电后,更容易被腐蚀,因此频繁出现感应电流,使铁管泄漏,例如1989年3月13日加拿大发生的磁暴引起大规模的极光,与此同时加拿大的输电线因变压器的烧毁造成大面积的停电,约100万人的生活受到影响。
再者,极光电流发出的热使空气温度上升。暖空气向高空流动,增加了对围绕地球轨道运转的人造卫星的大气摩擦。在2000年日本“飞鸟”X射线卫星由于大气摩擦增加,姿态失去控制,轨道高度不断降低,最终冲入大气层内烧毁。
另外,由日冕物质抛射引起的磁暴进一步成为电离层暴的原因。一旦引起电离层暴,连接人造卫星与地上的电波产生起伏,在通信中发生误差,由此造成气象卫星的图像紊乱或GPS的定位发生误差,造成汽车或飞机的导航系统受到影响,类似的事故也可由X射线引起。太阳发出的X射线到达地球,会干扰电离层的底层,由于飞机、船舶的无线通信是通过这个电离层的底层,一旦受到干扰就无法通信。
宇宙天气也能预报
为了使人类在地球上的活动不受太阳下扰,人类可以更安全地探索宇宙,新兴的“宇宙大气预报”正在悄然崛起。如果能抢先观测到太阳发生的耀斑,就能够提前做出质子飞来的警报,并及时转移空间站的宇航员,把可能导致错误动作的卫星切换到安全模式,应对即将到来的危险。
为了对付来自太阳的袭击,人们想到了要做宇宙天气预报。要做预报,就先要准确地观测太阳的一举一动,然后通过计算机模拟,预测太阳未来的变化。这种方法其实和地球上的天气预报类似,气象台先观测地球的气压、温度、风向等状况,然后根据这些数据进行模拟做出预测。
宇宙天气预报的任务是根据地球上观测网和人造卫星观测的数据进行综合分析之后,迅速预测出与太阳活动相关连的宇宙环境变化情况,并把它传送到宇宙基地,根据宇宙天气预报,人们可以得知太阳X射线预报、耀斑粒子线预报、放射线预报以及等离子环境预报。提供这种宇宙环境变化的情报,不仅对参与宇宙开发的人,而且对从事宇宙学术研究或观测活动的学者也是大有裨益的。
如今,日本名古屋大学的太阳地球环境研究所已经制作出了实时的地球高纬度地区电压分布、带电粒子流的宇宙天气图。不过,这个研究所的科学家承认,现在的宇宙天气预报除了预测在什么地方可能发生异常外,还无法预测更细节的现象。为了让宇宙天气预报更加实用,除了提高现有的模拟技术外,有必要提高太阳或地球磁层的观测精度。同时,期待有更多的人造卫星观测宇宙空间发生的现象,就有可能获得更精确的宇宙天气信息。











