繪製地磁暴預警圖

2021-01-21 中國數字科技館

圖片來源:Pixabay1989年,一場巨型的地磁暴席捲加拿大魁北克省,導致全省斷電。這場地磁暴產生了大量電流,對埋在地下的電力設施造成了巨大的危害,最終導致電網過載。地磁暴是地磁場受到衝擊時產生的擾動,太陽風攜帶的大量帶電粒子很容易造成這種衝擊。如今,新的研究表明特定區域的巖石構成也是重要因素之一,可以影響這種百年一見的「超級地磁暴」引發的風險。傑弗裡·洛夫(Jeffrey Love)是美國地質調查局的地球物理學家,他和同事利用遍布美國東北地區的傳感設備做了一場試驗,測量了這個級別的地磁暴可能會引發多大強度的電場。結合磁暴數據和傳感器得到的計量結果,他生成了一幅地圖(如圖所示),展示了可能存在斷電危機的高風險區域。他們的研究結果發表《空間氣象》(Space Weather)雜誌上。研究人員發現,不同地區的巖石組成可能會影響電場的強度和方向。如果巖石導電性良好,磁暴產生的電流就很容易接地流走;如果巖石導電性很差,電流就會侵入地下電網,威脅當地用電安全。當電場的強度超過每千米1伏特時,電網就會受到幹擾。電場過強時,則會導致電網過載斷電。團隊還發現,最容易受到影響的地區是維吉尼亞州,如果發生一場強地磁暴,會在這片區域引發25.44伏特每千米的電場。紐約、波士頓、華盛頓特區等主要城市也都屬於可能受到強電場影響的地區。這些區域的巖石主要由變質巖(受高溫高壓影響生成的巖石)和巖漿巖(巖漿冷卻固化後形成的巖石)組成,導電性都不太好。像阿巴拉契亞山脈西北部的區域,巖石主要由導電性良好的沉積巖構成,受到災害影響的風險就比較小。洛夫的團隊表示,新的發現能幫助社區在未來做好應對地磁暴事件的準備。戴維·博特勒(David Boteler,並未參與這項研究)是加拿大自然資源部的一名研究人員,他表示,電力網絡已經做好了應對下一場「百年地磁暴」的準備。撰文:喬納森· 奧卡拉漢(Jonathan O』Callaghan)翻譯:董子晨曦文章來源:環球科學

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