当唐朝大诗人李白畅饮美酒后高呼“欲上青天揽明月”之时，他决不会想到，真正的青天除了浪漫和诗情画意以外，还有许多神秘莫测的危险，空间天气无时无刻不在影响着我们的生活和安全。

　　联合国把每年的10月4日至10日确定为“世界空间周”。今年“世界空间周”的主题是“探索空间，挽救生命”，旨在呼吁人们重视空间技术对于挽救人类生命的重要意义，如灾害监测预警和处理、远程医疗和环境保护等。

　　高能粒子辐射威胁人类安全

　　1965年2月和1972年8月曾发生过两次大的质子事件。前一次使地面的中子数增加了约90倍，大气中的14C同位素增加了10%；后一次使平流层中的臭氧长期地减少15%。

　　臭氧层的存在可以不致有太多的紫外线到达地面，对人类和生物起着重要的保护作用。臭氧的减少会引起海洋陆地生态系统的严重失调和恶性变化，会增加皮肤癌患者。

　　太阳爆发的高能粒子辐射会危及宇航员的生命安全。高能粒子能穿透人体细胞，使组成细胞的分子发生电离，毁坏细胞的正常功能，严重的会损坏DNA。这种辐射的主要后果包括严重灼伤、不育、肿瘤和其他组织的损伤，严重的可导致迅速死亡。

　　在美国Atlantis航天飞机发射Galileo卫星时，宇航员眼睛感觉到闪光，这是高能粒子轰击视网膜所产生的后果，直到质子事件过去，这种情况才会减退。如果这期间在舱外活动，失去了飞船的屏障，宇航员就会受到致命的辐射。另外，太阳质子事件还会对在高空飞行的飞机上的乘客产生辐射危害。

　　带电粒子流影响航天器安全

　　即使在没有突发性的空间天气事件发生时，低轨卫星在穿越南大西洋异常区域时也会受到强烈的粒子辐射，因此，卫星在此区域发生的异常事件非常多。

　　在地磁暴期间，地球周围的带电粒子数量和能量增加。当航天器穿过这些高能环境时，会发生表面充电、内部击穿放电和航天器与空间击穿放电，以及深层充电等严重威胁航天器安全的现象；太阳高能粒子的轰击还会导致单粒子事件，改变计算机的软件指令，甚至导致微芯片的物理损坏；空间天气事件发生期间，地球高层大气会被加热并膨胀，从而显著增加对航天器的拖曳力，导致航天器轨道下降和寿命缩短；在强磁暴期间，同步轨道卫星会经常穿越地磁场反转的区域，对于使用磁定位的卫星来说，姿态控制可能出现方向性错误。

　　据初步统计，航天器发生的故障中，36%是由于空间天气事件引起的。美国地球同步轨道卫星TDRS-1在1983-1993年间就遭遇了4468次单粒子事件。在美国NGDC（国家地球物理数据中心）收集的五千多条记录中，有一半诊断为空间天气事件引起的故障。我国“FY—1B”气象卫星因多次单粒子翻转事件导致姿态控制故障而过早失效。

　　电离层扰动干扰通讯导航定位

　　任何以电磁波方式传输信号的通讯系统，当其信号穿越电离层，或在其下部传播时，都会受到电离层环境变化的影响。当强烈的太阳耀斑发生时，X射线和紫外谱段的辐射强度在短时间内大大增加，X射线甚至可以增加几个数量级。从太阳耀斑开始发生后的8分钟多的时间，射线到达地球轨道，使电离层D层内电子密度剧增，高频无线电信号发生衰减，乃至通讯中断。

　　1998年4-5月间，太阳风暴导致了空间灾害事件的发生，美国银河4号地球同步轨道通讯卫星失效，影响到4500万通讯客户。1994年1月，在一次空间天气事件发生期间，通讯卫星不再指向地球，广播、电话等不能正常工作，加拿大和美国部分地区所有的电视画面消失。

　　导航及定位系统也是利用无线电波来工作的，因此也会受到太阳活动的影响。LORAN和OMEGA系统的信号传输会受到太阳活动的干扰。OMEGA系统是由分布在全球的8个发射器组成的，飞机和船舶利用这些发射器发出的甚低频（VLF，10kHz至100kHz）信号来确定其位置。在电离层扰动期间，由于D区电离突增，底高会突然降低，这个高度的快速变化，在确定物体的位置时可产生几千米的误差。电离层闪烁会影响GPS精度，尤其是在临近地磁赤道时，甚至会引起系统的失灵。

　　地磁场影响电力石油管网

　　空间天气事件发生期间，地磁场的强烈变化会感应一个高达20伏特/公里的地球表面电位，其在长距离输电线路上产生的直流感生电流会使变压器产生所谓的“半波饱和”，产生很大的热量，使变压器受损甚至烧毁。快速扰动的地磁场可在石油、天然气等长距离管道内产生明显的感生电流。这时，管道中的流量表可产生不正确的流量信息，管道的侵蚀率也会明显增加，并可能造成很大的经济损失。1989年3月13日，一个强磁暴使加拿大魁北克的一个巨大电力系统损坏，使得6百万居民遭遇停电长达9小时，造成直接经济损失约5亿美元。据美国科学家估计，这次事件如果发生在美国东北部，直接经济损失就可以达到30亿至60亿美元。国内某电网2004年16次原因不明的故障中，有8次与空间天气事件有对应关系。

　　除此之外，空间天气还影响着气候、生物以及国民经济多个领域。如果能提前作出准确的预报，无疑会给民生安全带来巨大的保障。但是，对空间天气的探索，我们只是迈出了一小步，空间天气轨道建设可以说是任重而道远。 （来源于2006年10月12日《中国气象报》作者：冉瑞奎）