

联邦政府发布了一次为期数天的应急演习的结果,该演习旨在评估我们应对下一次大规模太阳风暴的能力。不幸的是,看来仍有很大的改进空间。根据本月早些时候由空间天气运行、研究和缓解(SWORM)工作组发布的一份报告,各机构普遍需要至少更好地协调部门间的应对措施。与此同时,对自身以及公众进行关于威胁社会基础设施的宇宙力量复杂性的教育,仍然是一项重大且未完成的任务。
政府应急响应机构不仅仅为飓风、野火和其他自然灾害等相对可预测的事件进行训练——它们还需要为更罕见甚至难以想象的场景做好准备。例如,专家们定期审查应对下一次不可避免的毁灭性小行星撞击的规程和选项。但这类宇宙灾难大约每25,000年才发生一次,而大规模太阳风暴则发生得更频繁。这些爆发产生巨大的高能气体和尘埃云,它们能以每小时约200万英里的速度轰击地球。这些粒子随后会扭曲地球的磁层,并产生北极光等大气现象。但在一个互联互通的数字化世界中,这些力量也可能对电网、通信系统和卫星阵列造成严重破坏。
首次应急演习
为了应对这些威胁,政府机构需要协调。SWORM的作用就在于此。SWORM成立于2014年,旨在制定和推进国家空间天气准备工作,其成员包括美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和美国国土安全部(DHS)等机构。
该工作组于2024年5月8日至9日在约翰·霍普金斯应用物理实验室和科罗拉多州费马(FEMA)办公室举行了首次空间天气(SWx)桌面演习(TTX)。演习场景聚焦于一系列太阳事件引发的后果的四个模块,包括GPS功能丢失、停电、无线电中断、轨道卫星通信中断,甚至宇航员的极端辐射暴露。
假设的紧急情况发生在2028年初的八天内。在这种情况下,一个活跃的太阳区域开始爆发,并朝向地球的方向旋转。使这场模拟危机更加严峻的是,一个载有两名宇航员的猎户座飞船 crew 正在前往月球的途中,而另一队 Artemis 宇航员已经驻扎在月球表面。
随后,组织者询问了每个参与机构小组,他们有哪些应对此类优先问题的规程。结果虽然富有成效,但却暴露了州级和国家级机构在协调处理地磁暴这种极其复杂的问题上仍然面临巨大困难。这既涉及到应急响应人员自身,也涉及到普通公众。
“空间天气是一个复杂的主题,其潜在影响在 NOAA 和 NASA 之外并未得到充分理解,”报告指出,并补充说,参与者“在缺乏空间天气专业知识的情况下,努力将科学信息转化为具体影响,并确定其对地球的具体影响。”
“不仅政府和机构工作人员,普通公众也迫切需要接受教育,”SWORM总结道。
另一个问题是,许多相关的政府机构缺乏针对太阳风暴的运行连续性(COOP)计划。
“即使是那些在其文件中包含空间天气的组织,也未能明确说明如何以及何时启动针对此类事件的运行连续性计划,”报告指出。
30分钟或更少
然而,即使各机构实施了更好的响应规程并向公众明确了风险,事实仍然是,太阳风暴的预警时间非常短。目前,专家们只能在日冕物质抛射到达地球大约30分钟前准确评估其影响。SWORM指出,关于这短短半小时的预警时间对机构而言是多么有限,这一点进行了“大量的讨论”,并建议开发一个先进的预警系统——即使它不精确。
另一项结论是,需要加大对更先进的空间天气卫星系统的投资,并部署新一代传感器,以监测复杂的宇宙条件。这可以通过与国际合作伙伴和私营公司的合作来实现。
尽管演习结果并不那么令人鼓舞,但几乎所有参与者都表示,在参加完演习后,他们对太阳风暴及其后果有了更好的理解,并且认识到需要加强机构间关于空间天气的沟通。讽刺的是,SWORM原本希望有一个完美的演习结局:会议结束一天后,一场极端地磁暴袭击了地球,暂时影响了电网和卫星轨道。