太阳风暴如何影响我们的通信与导航?
虽
然主序星阶段的太阳风暴不会给地球带来世界末日般的灾难,但是也会对我们的生活产生许多重大影响。其中,太阳风暴对通信和导航的影响就是非常重要的一个方面。那么,太阳风暴是如何影响我们的通信和导航呢?
首先,远距离的无线电通信是离不开电离层的。电离层作为一种传播介质使电波受折射、反射而传递到遥远的接收机上,同时,电离层的散射和吸收效应又会使电磁波损失部分能量于传播介质中。3~30兆赫的短波是实现电离层远距离通信和广播的最佳波段,在正常的电离层状态下,它正好对应于最低可用频率和最高可用频率之间。由于多径
效应,信号衰落较大;300千赫至3兆赫为中波段,广泛用于近距离通信和广播。电离层暴和电离层突然骚扰,对电离层通信和广播都会造成严重影响,甚至信号中断。整个通信系统即包括发射和接收设备,同时也包括地球的电离层,它起着把电磁波向远处传播的作用。因此,太阳风暴对通信的影响表现在两个方面:一方面是太阳风暴中的高能粒子可能击中发射和接收设备的电子元器件,从而干扰通信;另一方面则是太阳风暴期间增强的紫外线、远紫外线和X射线辐射使电离层的高度、密度和厚度等参数都产生剧烈变化,改变无线电信号的传输路径,干扰通信,
使无线电波信号被部分或全部吸收,导致信号衰落或中断。这两种作用都有可能让我们的通信中断。
下面再来看太阳风暴对导航的影响。除了航空、航海和高山、沙漠地区的远行需要导航外,随着智能手机的普及,现代社会几乎每个人都已经离不开导航了。去一个陌生的地方旅行,只需打开手机地图,你就可以轻松地找到你想要去的地方。可大家知道吗,整个导航过程其实都与空间环境之间具有密不可分的联系,导航信号来自天上的导航卫星,卫星信号的传输依赖于电离层
的稳定性。来自太阳风暴中的高能粒子流则对卫星的稳定运行、电离层的厚度和密度等都
将产生非常重要的影响:使卫星导航定位系统的精度下降,严重时甚至造成导航接收机失效,无法提供导航信息;使卫星通信的信噪比下降,误码率上升,通信质量下降,严重时可能造成卫星通信链路中断,从而使导航过程无法进行。
在太阳风暴对地球的三轮攻击中,每一轮都有可能引起电离层的分层结构的混乱,从而干扰原本正常工作的无线电通信和卫星导航。
太阳风**扰无线电通信的事例屡见不鲜。例如,在2000年7月14日的巴士底太阳风暴事件中,大耀斑爆发导致我国北京、兰州、拉萨和****等地的电波观测站的短波无线电全部中断。20
03年万圣节前后,全球范围内的通信受到干扰,海事紧急呼叫系统瘫痪,珠峰探险队通信中断,全球定位系统的精度降低,穿越高纬度地区的航班不得不启用了备用通信系统。2006年12月初连续爆发的太阳耀斑对我国的短波无线电信号传播造成严重影响,短波通信、广播等电子信息系统发生大面积中断或受到较长时间的严重干扰。12月13日北京时间10时40分前后,太阳爆发的一次大耀斑,广州、海南、重庆等电波观测站的短波探测信号从10时20分左右起发生全波段中断,直至11时15分以后才逐步出现信号,13时30分以后才基本恢复正常。