那么，為什么遠(yuǎn)距離的輸電和輸油會(huì)受到影響？因?yàn)橐粋€(gè)閉合的線圈在磁場中切割磁力線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感生電流（這就是發(fā)電機(jī)原理）。輸電網(wǎng)、輸油管道就是一個(gè)很大的線圈，而且地球具有很大的磁場，地球磁場的劇烈變化就相當(dāng)于切割磁力線，從而會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)的感生電流。感生電流有時(shí)候是致命的，它能夠使得整個(gè)電網(wǎng)癱瘓。

今天的空間物理學(xué)界已經(jīng)具有了初步的能力，來預(yù)報(bào)太陽活動(dòng)和劇烈的空間天氣。比如衛(wèi)星發(fā)射和返回的時(shí)候，如果太陽爆發(fā)，特別致命，因?yàn)闀?huì)使得通訊、定位受到影響。對接也是如此，只要差一點(diǎn)就沒法對接。所以，測量必須非常精確，地磁場不能有任何擾動(dòng)。因此，怎樣準(zhǔn)確預(yù)報(bào)太陽活動(dòng)和空間天氣成了大問題。

上圖我國家神舟九號(hào)衛(wèi)星發(fā)射前，國家氣象局的預(yù)報(bào)情況。根據(jù)預(yù)報(bào)情況，他們給出了發(fā)射窗口、第一次交會(huì)對接窗口、第二次交會(huì)對接窗口以及返回窗口，做得很準(zhǔn)確。所以，太陽物理學(xué)者和空間天體學(xué)者，也在通過自己的辛勤研究，為國家和社會(huì)作出貢獻(xiàn)。

二、最具危害性的太陽活動(dòng)事件——超強(qiáng)太陽風(fēng)暴

太陽活動(dòng)事件中，以超強(qiáng)太陽風(fēng)暴的影響最具危害性。2017年，美國科學(xué)院的一份研究報(bào)告顯示，如果沒有對超強(qiáng)太陽風(fēng)暴的預(yù)報(bào)和預(yù)警，可能給美國造成2萬億美元的經(jīng)濟(jì)損失，美國東海沿岸地區(qū)可能會(huì)在長達(dá)一年的時(shí)間內(nèi)沒有電力供應(yīng)。

講到超級(jí)太陽風(fēng)暴，不能不提到人類觀測的第一個(gè)太陽耀斑——卡靈頓事件，它是1859年由英國業(yè)余天文學(xué)家卡靈頓首先觀測到的。同年，另一位英國天文學(xué)家霍奇森也看到了這次太陽爆發(fā)，并向英國皇家天文學(xué)會(huì)報(bào)告了他的觀測結(jié)果。

上圖是1859年卡靈頓手描的太陽黑子。在黑子本影當(dāng)中，白光耀斑肉眼可見，即兩個(gè)半月形的白斑?？`頓在自己的莊園里觀測太陽的時(shí)候，突然發(fā)現(xiàn)黑子里邊有兩個(gè)亮斑，他從來沒有看到過像這樣的東西，于是就想找一個(gè)見證人。他趕緊往外跑，可是在莊園里走了一圈，也沒有找到人。當(dāng)他一個(gè)人回來的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)白光耀斑已經(jīng)很弱了。這就是一個(gè)非?？焖俚奶柋l(fā)現(xiàn)象。后來，卡靈頓把這個(gè)發(fā)現(xiàn)發(fā)表在英國皇家學(xué)會(huì)的年刊上。

那么，卡靈頓事件有什么影響？由于太陽耀斑的原因，電報(bào)機(jī)感生電流把電報(bào)紙都燒著了，拍電報(bào)的電報(bào)員的手被灼傷。這是人類第一次知道有太陽活動(dòng)與太陽耀斑。

1860年，有兩位地球物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)烈的地磁爆與太陽耀斑的時(shí)間相合。從這時(shí)開始，人們才知道太陽影響著地球，而且是通過一種劇烈的活動(dòng)影響地球?？`頓事件是歷史上，迄今為止，最強(qiáng)的太陽爆發(fā)事件。根據(jù)估算，它比后來用現(xiàn)代的方法觀測到的最強(qiáng)的太陽耀斑，還強(qiáng)了3至5倍。所以，人們把它看作百年不遇的劇烈太陽爆發(fā)現(xiàn)象。上文中，2017年美國科學(xué)院的研究報(bào)告，也是針對這類強(qiáng)度的太陽活動(dòng)事件來說的。遇到這樣強(qiáng)的太陽活動(dòng)事件，如果沒有事先預(yù)報(bào)和規(guī)避，它會(huì)把美國變?yōu)橐粋€(gè)發(fā)展中國家，美國整個(gè)東部會(huì)停電一年以上。

上圖是上一個(gè)太陽周的有名事件——2000年的“巴士底日事件”。巴士底日事件之所以有名，是因?yàn)樗l(fā)生在日冕中心附近，而且發(fā)生這一天正好是法國的國慶日，法國人攻占巴士底獄的日子。這一天，北極的極光覆蓋了美國的南部地區(qū)。極光本來只在北極出現(xiàn)，可是這一天的極光卻覆蓋了美國，使整個(gè)美國的夜間亮如白晝。在這之前的一天，極光把整個(gè)東歐和俄羅斯都覆蓋了。后來的研究表明，巴士底日事件傳播和影響到了幾十個(gè)天文單位之外，行星兩極會(huì)出現(xiàn)極光，也就是說，木星、火星都受到影響。

大家看到，木星極區(qū)的極光有很多小點(diǎn)，這些是什么呢？是木星的衛(wèi)星。木星的磁場較強(qiáng)，所以其衛(wèi)星也具有磁場，凡是有磁場的地方就都有激光。當(dāng)帶電粒子不斷與中性原子碰撞時(shí)，則中性原子不斷電離成電子和陽離子，并發(fā)出熒光，就會(huì)出現(xiàn)上圖的現(xiàn)象。

這是（上圖）1989年3月太陽磁場望遠(yuǎn)鏡觀測到太陽向量磁場的演化。這是百年來最強(qiáng)的太陽風(fēng)暴，我國是唯一觀測到太陽向量磁場變化的觀測站。

1989年3月這次太陽風(fēng)暴事件，導(dǎo)致了加拿大Hydro-Quebec電力公司5個(gè)輸電線路中斷，造成9450兆瓦電力損失；魁北克600萬人停電9個(gè)小時(shí)；美國新澤西州輸電變壓器被融化。

這是百年來第二強(qiáng)的太陽風(fēng)暴——2003年的萬圣節(jié)事件。左側(cè)是我的學(xué)生畫出的磁力線結(jié)構(gòu)。這次的空間天氣災(zāi)害有什么影響？全球范圍短波通訊中斷，超距雷達(dá)、民航通訊中斷；電網(wǎng)上感生電流增強(qiáng)，瑞典電網(wǎng)停電1小時(shí)；日本EOS衛(wèi)星丟失；伊拉克戰(zhàn)場上美英聯(lián)軍通訊受到影響；GPS和LORAN導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障；25顆衛(wèi)星需要地面操作干涉；SOHO、 GOES、 ACE衛(wèi)星科學(xué)數(shù)據(jù)丟失。