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太阳风暴的经济成本
虽然太空天气不像飓风和野火那样在公众意识中出现,但它对社会构成了真实且潜在的重大威胁。
来源:Eos杂志1967年,一场太阳风暴干扰了美国的预警雷达系统,险些引发第三次世界大战,导致美国领导人认为苏联应对此负责。尽管由于太阳预报员提供的一些及时情报,社会避免了灾难,但太空天气的威胁仍然真实存在。
太阳风暴或地磁风暴是在日冕物质抛射期间太阳从日冕中排出等离子体和磁场时形成的。穿越太空并遇到地球磁场后,能量可以与地壳或海洋等导电材料相互作用,并感应出地电场。当电流流过超高压变压器时,会破坏电力传输的稳定性,而超高压变压器会切换电网中的电压。
然而,尽管地磁风暴可能造成严重破坏,但它的威胁却被低估了。现有的空间天气社会经济评估往往受到学科的限制,并且忽视了地球物理驱动因素与电网功能之间的关系。
为了全面评估太空天气的威胁,Ougton 等人开发了一个新颖的框架来估计美国 250 年一遇(简称 250 年)地磁风暴的经济后果。该模型结合了物理、工程和经济学来描述不同风暴强度下电网的危害、脆弱性以及潜在的社会经济后果。
为了验证模型,作者将变电站的模拟效果与田纳西河谷管理局在 2024 年甘农风暴期间进行的测量进行了比较。
在一场持续 100 年的地磁风暴中,预计将有 350 万人和 91,000 家企业失去电力,每日经济损失达 12.2 亿美元。一场持续 250 年的风暴(评估中最强烈的风暴)将影响多达 500 万美国人和超过 135,000 家企业。如此极端的风暴每天将造成约 9.8 亿美元的直接损失,每天的总损失达 18.1 亿美元。
该研究对太空天气造成的社会经济危害进行了严格评估,并为电网投资以防范未来的风暴提供了方向。作者指出,未来的研究应该检查级联电网动态和多种灾害的相互作用,例如,如果地磁风暴在热浪或飓风期间袭来。 (AGU 进展,https://doi.org/10.1029/2026AV002367,2026)
—Aaron Sidder,科普作家
