太阳爆发或掀全球“断网潮”

中国气象局国家空间天气监测预警中心工程师 韩大洋

除了“掌控”地球的气候变化和天气过程，对于包括航天、航空、通信、导航等人类高技术领域活动的影响而言，太阳也是“手到擒来”的。现在，科研人员又有了新发现，在全球互联网领域，太阳具有其对太阳系所有星体而言同样的支配力。来自美国加州大学欧文分校计算机系的桑吉莎·阿卜杜·乔蒂发表了一篇名为《太阳超级磁暴：准备迎接互联网末日》的文章，文中指出，太阳爆发活动不仅仅影响人造卫星和地面管网系统，因其造成的地球强烈磁暴还可能致使全球互联网瘫痪。

1988年第一条连通英、法、美三国，全长6700公里的跨海光缆铺设完成，人类点亮互联网技能树上一个新图标，在随后超过30年的时间中，海底光缆数量超过400条，铺设总长度超过120万公里，加在一起可绕行地球30圈。这些纵横全球海底各处的光缆承担了超过95%的跨国数据传输工作，一旦出现故障，维修难度大、恢复周期长，造成的经济损失巨大。桑吉莎通过模拟计算了地磁暴期间互联网瘫痪的场景，美国一天断网损失就高达70亿美元。

光缆传输数据的核心就是让信号在光纤中传递，随着传输距离的增大，信号的衰减也越来越明显，因此就需要在光缆中间增加信号中继器，以保证数据传输的稳定和快速。给中继器供电需要高达数千甚至上万伏特的直流电压，电流则需要保持稳定，相对地面输电设备而言，深海地形和苛刻环境的限制，使得海底光缆中的供电系统相对薄弱，这就使其容易成为地磁暴的袭击对象。当长达上万公里的电缆遇到太阳风暴期间出现明显变化的地球磁场时，会形成类似导体切割磁感线的电磁效应，额外增加的电流考验着海底光缆的供电设备，一旦烧毁也就意味着光缆的中断和网络的瘫痪。

地球和太阳有1.5亿千米的距离，看起来非常遥远，但在太阳风暴动辄数百甚至上千公里每秒的打击速度面前，这点儿路程不过是一两天的事儿。所以，每次太阳爆发几乎都会给我们带来影响，来自太阳等离子体的轰击扰乱着地球的磁场、大气层等空间环境，高纬度区域出现的极光就是源自于此。另一方面，历史上曾多次发生因太阳风暴而导致的大范围停电事件，比如1989年3月的加拿大魁北克大停电，全省停电9小时，超过600万人受灾，恢复周期数年之久，经济损失近百亿元。2012年，太阳又一次剧烈爆发，其强度堪比造成魁北克停电那一次，但幸运的是，爆发的位置在太阳背面。

隐患已经摆在眼前，人们对地磁暴影响海底光缆的研究还不多，设备和网络运营商在搭建全球互联网时也没有对基础设施做迎接太阳风暴打击的考虑，虽然有专门的备份电力来保障光缆的正常工作，但超强太阳风暴过后，很可能面临基础供电网络大面积中断的严峻形势，不间断电源（UPS）和柴油发电能够维持的时间也是有限的，即便不是所有网络都因此而中断，就算只是其中一半，也是以信息和网络为基础的现代人类社会所难以承受之重。

那是不是一点办法也没有了？

也不是！太阳还是留了一些“照门”给人类的。

随着人们对太阳活动所引起的空间天气变化过程认识的不断深入，包括黑子、日珥、耀斑、日冕物质抛射等典型活动都包含着内在的物理规律，借助卫星在太空开展长期监测是目前最好的获取太阳活动的技术手段，设备能够“看多清、看多快”，分别对应空间和时间分辨率这两个关键指标，比如我国的风云三号E星，携带了全新的X射线和极紫外波段望远镜，在晨昏轨道上对太阳进行连续监测。就拿成像波段之一的195埃来说，只需一张清晰稳定的图像，就能从中判断出冕洞太阳风集中的区域和面积，活动区所处的位置，有没有明显能量释放和潜在集中点，如果将图片连起来做成视频，人们就能透过这些信息预判太阳未来可能的活动。

人们现在还没有能力阻止太阳“掐断”网线，但至少可以手动把网络提前“关闭”，从而保护起来，待风暴过后再重新“上线”。

来源：中国气象报