陽光下守護人類的“隱身人”

棉花糖

“大型耀斑，持續(xù)17分鐘，級別X2.2?！?022年4月20日中午12點03分，在中科院國家空間科學中心的空間環(huán)境預報中心，預報員憑著多年的專業(yè)經驗，從紅紅綠綠的曲線和日面西邊緣的亮斑判斷，這次太陽耀斑的級別非常大。大耀斑從11點46分出現，直到中午12點03分，屏幕上的曲線才終于緩和，亮斑也黯淡下去。

太陽耀斑是發(fā)生在太陽大氣局部區(qū)域的一種最劇烈爆發(fā)現象。太陽耀斑分為五級——A、B、C、M、X。C級以下的都是小耀斑，M級耀斑是中等耀斑，X級耀斑是大耀斑。這次X2.2級太陽耀斑釋放的能量，相當于幾十億顆巨型氫彈同時爆炸。

什么是太陽耀斑

太陽無論是內部還是表面，都是非常不平靜的，內部的核聚變、能量的釋放、高能粒子的碰撞，形成了“翻江倒?！敝畡荨Ｈ绻ㄟ^專門的觀測儀器來觀察太陽，在它的表面經常會看到一些黑色的斑點，與周圍區(qū)域的亮度形成了鮮明的對比，這些黑點就是太陽黑子。

太陽黑子處在太陽的光球層之上，黑子所在的區(qū)域溫度大約為4500℃，而周圍的光球層則為5500℃-6500℃。由于太陽黑子是在太陽的大氣中形成的，雖然看上去很小，但實質上是一種區(qū)域性的、大規(guī)模的漩渦狀氣流。黑子越多、黑子群越大，代表太陽的活躍程度越高、太陽活動越復雜。

在太陽光球層之外，還存在著一個色球層。在色球層中，有時會發(fā)生強烈的能量釋放情形，俗稱“耀斑”，在亮度急劇增大的同時，會釋放出強烈的輻射，除可見光外，還包含紫外線、X射線和伽馬射線等高能射線，以及紅外線、沖擊波、高能粒子流，這些噴出的強烈輻射，特別是高能帶電粒子流，一旦到達地球，會對地球產生不同程度的影響。

太陽耀斑給地球帶來的影響

耀斑從太陽上層大氣中噴出大量磁化的等離子體，在抵達地球時會率先與地球的磁場發(fā)生作用。在地球磁場的“引導”下，大部分帶電等離子體會沿著磁力線的方向被傳輸到地球的兩極上空，與那里的高空大氣分子產生作用，從而發(fā)生地磁暴，引發(fā)絢爛的極光出現。

而那些沒有被引導到兩極的高能帶電粒子則會穿透地球的磁場，到達低空以及地表，對GPS信號、短波廣播電臺、高頻無線電信號傳輸、航班飛行等產生一定程度的影響。

歷史上最嚴重的一次太陽耀斑影響，是1859年9月2日在英國發(fā)生的“卡靈頓事件”。當時地球上的各種電源、電器設備如遭雷擊，各種機器受影響發(fā)出異常的聲音;覆蓋歐洲和北美的電報系統(tǒng)火花四射，過載的電流使人頻遭電擊，正常通信受到了極大的破壞。耀斑還造成了長達8天的惡劣空間天氣。幸好那時還沒有人造衛(wèi)星和無線電通信，否則引發(fā)的災難會更大。

最近，太陽不太平靜。根據對太陽黑子的監(jiān)測和國內外專家的預測，兩三年后，太陽耀斑爆發(fā)將更加頻繁和劇烈。在這種情況下，人類引以為豪的導航、通信技術和航空航天技術都將面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，對太陽耀斑及其影響的預報和監(jiān)測也越來越重要。

陽光下的“隱形”人

為避免太陽耀斑對地球產生不良影響，在耀斑發(fā)生前，人類預報員要對太陽黑子監(jiān)測圖像、太陽磁場監(jiān)測圖像等進行詳細處理、分析，對日面黑子進行細致研究，判斷未來一段時間爆發(fā)耀斑的概率。

對已經發(fā)生的耀斑，人類預報員要通過太陽極紫外監(jiān)測圖像、太陽X射線流量、太陽日冕儀圖像、太陽高能粒子流量監(jiān)測等技術手段，分析之后是否會伴隨有強烈的高能粒子噴發(fā)和日冕物質拋射，并判斷其可能給地球帶來的影響。

“預計未來三天，太陽活動水平以中等為主，產生M級及以上級別耀斑的概率較大。地磁以平靜至微擾為主。發(fā)布日期：2022-04-21 00：30 UTC;預報員：029/021。”我國空間環(huán)境預報中心網站，每天都會更新太陽活動等空間環(huán)境預報，而每個預報結尾的“預報員”處總有一串神秘數字。

這些數字是什么意思呢？1992年，為服務我國載人航天工程，空間環(huán)境預報中心成立。預報員的代號從001號到041號，中間是一段歷時30年的傳承。如今，空間環(huán)境預報中心的預報員代號已經排到了041。

001號預報員是空間環(huán)境研究預報專家龔建村。他曾與團隊在1999年成功預報出我國第一艘載人航天試驗飛船神舟一號發(fā)射期間的流星暴，幫神舟一號躲過了流星雨;他和團隊還為神舟七號預測了空間地磁環(huán)境，確保了神舟七號小衛(wèi)星伴飛試驗的順利開展。

041號預報員則是年輕女孩石育榕。碩士畢業(yè)后，她經過了見習、實習、考核等諸多環(huán)節(jié)，2021年剛剛拿到屬于自己的“041”。石育榕非常敬佩她的導師——009號預報員劉四清。劉四清曾與團隊在神舟九號載人飛船發(fā)射前觀測到突然爆發(fā)的太陽風暴，通過精準的計算，他們給工程決策者吃下了一顆“任務不變”的定心丸。石育榕決心和導師一樣做好本職工作。

從001號到041號，傳下來的不僅是空間天氣預報的技術和經驗，還有一種只有代號沒有名字的習慣。他們要主動為航天員服務，為航天著想，心甘情愿地為航天去做事。

盡管成為“隱身”的“配角”，但是他們也有自己的堅持。即使現在很多人不了解他們的工作，可隨著人類的腳步往更遠更高的深空邁進，相信會有更多人了解，他們的工作對航天、對人類有多么重要。

（節(jié)選自光明網、科學網）