面对太空天气，咱们必需依托运气，由于很难预测

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太空天气很难预测——只要一个小时能够避免地球上的灾害。
沙丘般的北极光。。
太阳风和地球大气的互相作用发生了在夜空中翩翩起舞的北极光。


（图片来源：格雷姆·威普斯）
Martin Gerard Connors，阿萨巴斯卡大学空间迷信与物理学传授
天文学前沿的最新开展使咱们可以视察到环抱其余恒星运转的行星拥有天气。事实上，咱们曾经知道咱们太阳系中的其余行星也有天气，在许多状况下比咱们本人的还要极端。
咱们的糊口遭到地球天气短时间大气变动的影响，咱们耽心长时间气象变动也会发生微小影响。比来发明的术语“太空天气”是指在太空中泛起但影响地球及其四周地域的效应。
空间天气比气候天气更奥妙，通常作用于技术零碎，并拥有从通讯间断到电网毛病的潜伏影响。


预测空间天气的才能是提供正告的首要工具，以即可以尝试加重影响，并但愿在极端状况下避免灾害产生。
天气预告的历史
咱们当初习气于在大约两周的时间规模内进行至关精确的大范围气候预告。
迷信天气预告发源于大约一个世纪前，“火线”一词与第一次世界大战无关。气候预告基于对根底实践的深化理解，并被编入在最早进的计算机上运转的少量计算机顺序中，并拥有少量输出数据。


天气的首要方面，如水份含量，能够经过延续监测的卫星进行丈量。其余丈量也很容易进行，例如天天发射近 2,000 个气候气球。探究天气预告的极限诱发了浑沌实践，有时被称为“胡蝶效应”。过错的累积带来了两周的实际限度。
比拟之下，太空天气的预测只要提前一小时摆布才是真正牢靠的！
太阳效应
大少数太空天气来自太阳。它的最外层大气以超音速吹入太空，只管密度如斯之低，以致于行星际空间比咱们试验室以为的真空更罕见。与地球上的风不同，这类太阳风携带着磁场。


这比咱们在地表用指南针能够探测到的地球本身场要小很多，也比冰箱磁铁左近的场要小很多，但它能够与地球互相作用，在太空天气中起侧重要作用。
十分淡薄的太阳风，带有十分强劲的磁场，依然能够影响地球，部份缘故是它与地球四周的一个大磁泡互相作用，称为磁层，面积十分大，最少是地表的一百倍咱们的星球。
就像简直不克不及挪动一根线的大风能够在大帆上挪动一艘微小的帆船同样，太阳风的影响，经过其间接压力（如在帆上）或经过其与地球互相作用的磁场，能够是微小的。


作为发源点，太阳自身就是一团火热的气体和磁场，它们的互相作用是繁杂的，有时乃至是爆炸性的。磁场集中在太阳黑子左近，并发生电磁景象，如太阳耀斑（名字阐明所有）和日冕物资抛射。就像地球上的龙卷风同样，咱们通常知道何时前提无利于这些局部爆炸，但很难进行精确的预测。
即便一旦探测到一个事情，假如向咱们的标的目的射出少量疾速、火热和稀疏的气体（而这样的“云”又难以探测到，逆着太阳的眩光向咱们袭来），就会有预测其风险性的另外一个繁杂要素。


检测磁场
与在气候学中十分首要的大气中可检测的、有时乃至是可见的含水量不同，从太阳喷出的气体磁场，包罗爆炸发生的火热和密集的云层，简直不成能从远处检测到。假如行星际云的磁场标的目的与撞击地球磁层屏障的地球本身磁场标的目的相同，则行星际云的影响会大大加强。在这类状况下，一个被称为“从新衔接”的进程允许云的大部份能量转移到地球左近的区域，并次要在夜间积攒，只管云会撞击在面向太阳的一侧。
经过次级进程，通常波及进一步的从新衔接，这类能量会发生空间天气效应。地球的辐射带能够被极大地激起，危及宇航员乃至卫星。这些进程也能够发生亮堂的极光，其标致暗藏着风险，由于它们反过去会发生磁场。当跳动的极光使磁场产生变动时，就会发生发机电效应，但与发生咱们大部份电力的发机电不同，来自极光的电场是不受管制的。


极光发生的电场很小，人类感官无奈察觉。但是，在一个十分大的区域内，它们能够建设起来以施加至关大的电压。恰是这类影响对咱们最大的根底设施（例如电网）构成为了要挟。为了预测什么时候会产生这类状况，咱们需求从远处丈量传入空间云中磁场的大小和标的目的。但是，阿谁不成见的畛域是隐蔽的，很难被发现，直到它接近咱们。
卫星监督器
按照轨道引力定律，经过间接丈量延续监测磁场的卫星必需位于距地球约 100 万英里（160 万千米）之处，间隔咱们和太阳一百倍远。形成轻微太空天气影响的磁云通常需求大约三地利间能力从太阳抵达地球。来自更大的太阳爆炸的真正风险的云可能只需求一地利间。因为咱们的监测卫星离地球对比近，所以咱们至多只能在撞击前一小时知道症结的磁场标的目的。当初没有太多时间来筹备软弱的根底设施，如电力和通讯网络以及卫星，以最佳地生存。


因为需求提供更好预警的卫星舰队乃至尚无在图纸上，所以面对太空天气，咱们必需依托运气。行将到来的太阳流动最大值——太阳外表在一个周期中处于最活泼形态，预计将在 2025 年达到高峰——预计将是温和的，这多是一个小小的刺激。
多是马克吐温说过“很难做出预测，尤为是对于将来”，但在太空天气的状况下的确如斯。
BY: Martin Gerard
FY: 李金洋
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