美國科學院曾在2008年發佈了一份研究報告《災害性空間天氣事件對經濟和社會的影響》，分析評估了超級太陽風暴如果發生，可能給當今社會和經濟帶來的巨大影響。隨著第24太陽活動周接近尾聲，大的太陽爆發活動已是難得一見，整個活動周雖然也有幾次引人注目的空間天氣事件，但都算不上是超級太陽風暴。正因為如此，很多人認為太陽活動遠沒有我們所說的那麼劇烈，所謂的超級太陽風暴，似乎是科學家們在危言聳聽。其實不然，當我們回首看太陽在這一活動周的表現，驀然發現，太陽曾經有過很強烈的爆發，只是地球比較幸運，與超級風暴擦肩而過……
超級風暴的源區：AR1520
2012年7月7日，太陽日面東邊緣出現了一個複雜的活動區1520（簡稱AR1520），它一出現，面積就達到510個面積單位，磁類型也較為複雜。一天後，它的面積增加1倍，兩天後，磁類型變得更加複雜。但是，在接下來的幾天裡，這個“大個子”一直比較平靜，並沒有如我們預計的那樣活躍。直到7月12日，AR1520終於爆發了一個X1.4級大耀斑，並伴隨有日冕物質拋射和質子事件發生，隨後引起小到中等地磁暴；7月17日，在接近日面西側，AR1520又爆發了一次 CME 和中等質子事件，但由於 CME 偏離地球，引起的地磁效應很弱。總的來說，AR1520在被地球觀測到的期間，兩次爆發事件強度都不大，還稱不上強太陽風暴。
圖1 2012年7月12日1520活動區黑子（左）和磁場（右）觀測圖 （圖片來自美國SDO衛星圖片）
圖2 2012年7月１2日－23日期間AR1520爆發情況
然而，在轉出日面後，AR1520似乎蓄積了足夠的能量需要爆發。23日，SOHO 衛星觀測到極強的 CME 爆發事件，經過分析，這次大的 CME 事件正是來自於轉出日面的 AR1520。從雙子星座 STEREO A 和 B 的位置及其觀測，也證實這次爆發是背離地球的。遺憾的是，在太陽的背面我們沒有黑子和耀斑的觀測，所以也不知道這時 AR1520 的面積和磁場情況。不過，有一個間接的證據說明這次爆發的強度，那就是即使在地球這一側，也觀測到少量偏轉過來的高能粒子，看到小的質子事件的發生（圖2）。
圖3 2012年7月23日 SOHO衛星、STERREO B和 STERREO A衛星觀測到的超強爆發（圖片來自NASA網站）
與卡林頓事件可比擬的超級風暴：
圖4 WSA-ENLIL 模式對 CME 的模擬（圖片來自 NASA 網站）
那麼，我們為什麼說活動區1520在2012年7月23日爆發的就是超級風暴呢？科學家們進行了細緻的分析。首先，利用 SOHO 衛星、STEREO A 和 STEREO B 三顆衛星在不同位置對 CME 的觀測，利用太陽-日冕-行星際數值模式，可以模擬出 CME 的三維圖像，從而可以估算出 CME 最初的速度大約是2500km/s左右。這次 CME 爆發正對著 STEREO A 衛星，19小時後，STEREO A 觀測到太陽風速度的急劇上升和行星際磁場的劇烈擾動。科學家們又根據地磁暴的預報模式，進行合理的假設，預測這次 CME 若正對地球，引起的地磁擾動級別將是20世紀以來最大的，地磁 Dst 指數將達到-1182nT。縱觀歷史上的強太陽風暴事件，也只有1859年發生的卡林頓事件可以與之比擬。1859年，英國一位叫卡林頓的天文愛好者，發現太陽上出現兩道極其明亮的白光，之後觀測到地磁發生強烈的擾動，這次事件被認為是歷史上有觀測以來最強的一次超級太陽風暴。
圖5 太陽風參數和預測的 Dst 指數 (圖片來自Baker.etal)
圖6 卡林頓事件（紅）與十大空間災害事件 Dst 對比圖
幸運躲過超強風暴侵襲的地球
經過上面的分析，我們會發現，若7月23日的爆發提前一週甚至更早發生，地球將會經歷罕見的超級太陽風暴的侵襲。而如今人類依賴的技術系統，遠比1859年的電報系統更多地受到太陽風暴的影響：電力可能中斷、衛星可能遭受嚴重的輻射效應、低軌衛星軌道可能下降嚴重、通信和導航將會受阻等等。幸運的是，AR1520面對地球時還算溫和，等到離開我們的視線，才大發“脾氣”，爆發的超強高速等離子體流噴向遠離地球的行星際空間，沒有給人類社會帶來重要的影響。
2012年太陽背面的超級太陽風暴說明，即使在比較弱的太陽活動周，也會有強的爆發發生。我們不能因為地球沒有遭遇到超強太陽風暴的影響，就忽視對太陽風暴的預測和防護。關於太陽爆發和空間天氣的影響，人類未知的還很多，探索的腳步不應停歇。
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