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简介：太阳风是什么、太阳风对地球的影响以及我们为什么要预测太阳变化 。
太阳是维持地球上生命的最重要的能源来源之一 ， 它不仅给我们带来光和热 ， 还为我们提供了太阳风暴 。
太阳上会发生一些扰动如：太阳耀斑产生的日冕物质抛射 ， 它们从活跃的太阳黑子区域发出 ， 可以引起太阳风暴 。 太阳耀斑和日冕物质抛射会向太空发射大量的辐射和带电粒子 。
图解：艺术家对金星、地球和火星与太阳风相互作用的印象 。 图源：esa
这些活动可以破坏地球的通信和电力基础设施 ， 导致电力中断和系统运行能力下降 。 卫星、空间站和宇航员、航空、GPS、电网等都可能受到影响 。
随着我们的文明变得越来越先进 ， 我们变得更容易受到太阳风暴的影响 。 现在 ， 由于太阳的活动在增加 ， 我们需要更好地预测太阳天气 。
许多人仍然记得1989年3月13日加拿大魁北克电网的崩溃 ， 这次停电就是由太阳风暴引起的 。 它持续了九个小时 ， 影响了六百万人 。 它造成了数亿美元的损失和收入损失 。
卡灵顿事件——以记录该事件的业余天文学家命名 ， 是1859年9月发生的另一场强大的太阳风暴 。 1859年的尖端技术仅限于电报机 ， 而大多数电报机在欧洲和北美都出现了故障 ， 在某些情况下 ， 操作它们的人员会受到电击 。
如今 ， 我们更加依赖技术 ， 而技术又越来越容易受到空间及其独特的自然灾害的影响 。
空间辐射--空间广阔、寒冷、黑暗 ， 而且充满了辐射 。 空间辐射主要来自银河系宇宙辐射--从其他星系抛出的高能粒子--和太阳粒子事件--来自我们自己太阳的高能粒子 。
在空间辐射中 ， 原子在星际空间被加速到接近光速的速度 。 最终 ， 电子被剥离出来 ， 只剩下带正电的原子核 。
人类观察和计算太阳黑子已经有400多年了 ， 这成为世界上持续时间最长的实验 。 太阳有一个11年的太阳黑子周期 ， 此刻 ， 我们正处于这个周期的中间 。 现在 ， 它正接近 "太阳最大值" ， 在那里发生最大的太阳活动 。 下一个“太阳最大值”预计将在2025年时开始 。
图解：由太阳耀斑引起的北极光 。 图源：Shutterstock/Mike-Hubert.
人们熟知的北极光是由太阳辐射引起的可见效果 。 地球的磁场保护我们免受空间辐射的大部分危险 ， 它将带电粒子引向两极 ， 在那里带电粒子进入大气层并产生了美丽的极光 。
但是辐射也会影响技术和人类 。 在强大的太阳辐射风暴期间 ， 高能质子可以破坏卫星内的电子电路和宇航员的生物DNA 。 飞越北极的乘客和机组人员将暴露在更大的辐射下 。
这些辐射风暴会导致飞机产生错误 ， 使导航操作变得非常困难 。 高能质子还能使大气层中的原子和分子电离 ， 形成一层自由电子 。 这个层可以吸收高频无线电波 ， 造成高频通信的停电 ， 也被称为短波无线电 。
随着我们对技术的日益依赖 ， 预测空间天气是至关重要的 。 然而 ， 对专家来说 ， 准确预测天气是长期以来一个具有挑战性的问题
预测空间天气——了解太阳黑子的复杂性将有助于我们预测是否可能发生重大的太阳耀斑 。 我和我的同事开发了一个实时自动计算机系统 ， 使用图像处理和人工智能技术来监测和分析太阳卫星数据 。 这有助于预测未来24小时内发生太阳耀斑的可能性 。
我们开创了自动处理的新技术如：检测活动区域和提取太阳黑子 。 这一技术由美国国家航空航天局的太阳动力学观察站卫星捕获 。 我们还推出了第一个自动和实时的系统来对太阳黑子进行分类 。 在此之前 ， 太阳黑子的分类是一个由专家费尽心思进行的手工过程 。
太空任务和宇航员更有可能受到辐射的影响 ， 因为他们没有受到地球磁场的保护 。 对人类的影响可能包括辐射病 ， 癌症风险增加 ， 退行性疾病 ， 以及中枢神经系统的影响 。
尽管有这些风险 ， 但人类和机器人的太空活动仍在增加 ， 美国国家航空航天局正在努力在2030年代之前让人类登陆火星 。 目前有两个漫游车：好奇者号和毅力号以及一个登陆器在火星上运行 ， 另一个漫游车计划在2022年发射 。
我们的空间天气预测系统是公开的 ， 现在被用作美国宇航局机器人任务的决策工具之一 ， 并用于管理美国宇航局的钱德拉X射线观测站轨道上的辐射影响 。
【太阳风暴|太阳风暴影响着什么？天气预报？还是人类活动？】随着我们继续深入太空 ， 我们需要加强我们目前的空间天气预测能力 ， 以建立一个关于太阳活动的更大画面 ， 并减轻其在太阳系周围的影响 。
这项任务的挑战性是难以置信的 ， 因为大多数的太阳观测都是从地球的视野中进行的 。 对太阳特征的演变进行更好的建模和调查是十分必要的 ， 因为这可以帮助我们适应围绕太阳的急剧变化的天体轨道 。
BY: inverse
FY: 秋白
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