历史空间天气能揭示接下来会发生什么？

空间天气是指受太阳活动影响的空间环境条件。在今天的欧洲经济中，许多部门都可能受到太空天气的影响。这些领域包括空间电信、广播、气象服务和导航、电力分配和地面通信，特别是在北纬地区。太阳活动的一个重要影响是卫星导航服务干扰（如伽利略卫星导航系统），由于太空天气对高层大气的影响。这反过来又会影响航空、公路运输、航运和任何其他依赖精确定位的活动。对轨道上的卫星来说，空间天气的影响可以从通讯、性能、可靠性和总寿命的下降中看出。

图片：European Space Agency

博科园-科学科普：例如在大多数航天器上，将阳光转化为电能的太阳能电池板在执行任务的过程中会稳定地产生更少的能量，在设计卫星时必须考虑到这种退化。此外，由于太空天气而增加的辐射可能会增加宇航员健康风险，无论是今天在低轨道上的国际空间站上，还是将来在月球或火星的航行中。在地球上，商业航空公司还可能在大型太空天气事件中遭受飞机电子设备的损坏，并增加机组人员(在长途飞机高度)的辐射剂量。空间天气对地面的影响包括对配电网络的破坏和破坏，增加管道腐蚀和无线电通信的退化。

图片：CC0 Public Domain

根据华威大学的一项新研究，历史上的太空天气可能会帮助我们了解接下来会发生什么。来自华威大学聚变、空间和天体物理学中心的桑德拉·查普曼教授领导了一个项目，该项目绘制了过去半个世纪前几个太阳周期的太空天气图，并发现了一个潜在的可重复模式，即太空天气活动如何随太阳周期变化。

太阳每11年经历一次太阳周期，在此期间太阳黑子的数量增加到最大值(“太阳最大值”)。更多的太阳活动意味着更多的太阳耀斑，这反过来又意味着地球上更极端的空间天气。这一突破将使人们更好地了解和规划太空天气，以及它可能对地球构成的任何未来威胁。

太空天气会干扰电子、航空、卫星系统和通信——这取决于太阳活动，但由于每个太阳周期的情况不同，因此很难预测太空天气事件的总体可能性。这项令人兴奋的研究表明，太空天气和太阳活动并不是完全随机的，而且可能会限制未来周期中大型天气事件发生的可能性。来自华威大学物理系的桑德拉·查普曼教授，该论文的第一作者说：我们分析了最近的5个太阳活动最大值，发现尽管更极端事件的总体可能性在一个太阳活动最大值和另一个太阳活动最大值之间有所不同，但是它们的可能性有一个潜在的模式，这个模式是不变的。

如果这种模式持续到下一个太阳活动高峰期，研究将为地球可能面临的太空天气威胁做更好的准备，而这一研究限制了大事件发生的可能性。在过去的5个太阳周期(超过50年)中，地面和空间观测几乎一直在监测空间天气、太阳和太阳风以及地球上的反应。每个太阳周期都有不同的持续时间和活动峰值水平，因此，地球空间天气的气候在每个太阳最大值时也不同。极端事件发生的频率越低，就越难以建立一个统计图表来说明它们发生的可能性有多大。

博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《Space Weather》｜研究/来自：欧洲航天局（ESA），华威大学，DOI: 10.1029/2018SW001884

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