预测一场风暴的路径已经够难了。但要预测一场距离地球9260万英里之外的风暴的路径呢？那将是一项艰巨的任务。
幸运的是，现在有一个能够应对这一挑战的预报模型。从10月1日开始，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）空间天气预测中心的空间天气预报员将能够为公用事业公司提供区域性空间天气预报，使他们能够为电网的波动做好准备。
对于本地天气预报来说，预报的区域很大，但与以前的空间天气模型相比，这些区域图相对很小——只有350平方英里，大约是罗德岛的三分之一。该模型由密歇根大学和莱斯大学的研究人员开发，可以提前45分钟向公用事业公司预警严重的太阳活动，如果太阳风暴移动速度特别快，预警时间会更短。
太阳风暴，也称为地磁扰动，有多种形式，但其中一些最大的形式是日冕物质抛射（CME），即大量等离子体与磁场混合在一起，周期性地从太阳爆发出来。目前，天文学家可以看到CME从太阳爆发出来，现有的模型可以提前数小时甚至数天预测它是否会击中地球，但无法达到区域性精度。“这就像一位普通的天气预报员说今天地球的某个地方会下雨，”空间天气预测中心首席科学家霍华德·辛格（Howard Singer）在接受《Popular Science》采访时说。
新模型利用了NOAA的DSCOVR卫星的位置，这颗卫星可能因从其稳定轨道捕捉到令人惊叹的地球图像而闻名，它位于距离地球一百万英里的拉格朗日点L1，这个点始终位于地球和太阳之间。从这个位置，它可以测量太阳风暴中磁场的强度。
“这就像海岸线上的一个上游浮标，”辛格说。DSCOVR的数据可以逐分钟输入新模型，并向比其他地区更容易受到即将到来的太阳干扰影响的区域发出区域性预警。
当太阳风暴袭击地球时，风暴中的磁场与地球的磁场相互作用，产生电流，这些电流可以从磁层传递到电离层，再从电离层传递到地球，地球可以充当一个巨大的导体。与地球相连的电网会拦截部分电流。如果设备和操作人员没有为事件做好准备，一些设备可能会烧毁，就像雷暴中的电视一样。
地球并非所有区域都以完全相同的方式受到太阳风暴的影响。如果加拿大正好处于风暴路径上，它可能比澳大利亚受到的影响更大，加拿大的发电厂可能需要采取额外的预防措施，确保电网上留有足够的空间来容纳增加的电流，并监测旧变压器，确保它们不会烧毁。
“能够达到区域级别的精细预报会更有效，因为它能及时提醒相关公用事业公司可能影响其运营的太阳风暴，”国际监管机构北美电力可靠性公司（NERC）的高级标准开发人员马克·奥尔森（Mark Olson）在接受《Popular Science》采访时说。
“有区域性因素会影响太阳风暴对电网的影响，例如电力系统的纬度或电力系统所在区域的地质构造，”奥尔森说。
最近，袭击地球的太阳风暴影响相对较小，但我们知道它们可能非常大且严重。2012年，一次大型CME几乎错过了地球，但击中了一颗名为STEREO A的卫星，该卫星记录了整个事件，并收集了数据显示，如果该事件击中地球，可能会导致全球性灾难，可能使电网过载并摧毁变压器。
过去曾发生过巨大的CME袭击地球。1859年8月和9月发生的卡林顿事件是有记录以来最大的太阳风暴之一，当时一次巨大的太阳耀斑导致北至巴拿马都能看到极光，并扰乱了世界各地的电报线路。
此后的太阳风暴，包括1921年、1989年和2003年的事件，都曾造成基础设施损坏、大范围停电，甚至在1967年将我们推到了战争的边缘。但这些都比不上卡林顿事件的规模。
请记住，卡林顿事件发生在南北战争之前，而今天我们对电力的依赖程度远高于157年前。如果类似事件（如2012年的事件）发生在我们陈旧的电网毫无准备的情况下，增加的电力负荷有可能损坏电力变压器，可能导致能源系统长时间停电，因为变压器既不便宜也不易制造。
预报员希望新系统能为公用事业公司提供足够的时间来应对，以防止长时间停电，并计划随着时间的推移改进模型，最终在美国地质调查局（USGS）的帮助下，加入有关不同区域地质信息的内容。
