地圖揭示美國東北部最易受地磁超級風暴影響的地區

某地區地表岩石的成分會影響太陽風暴引發電力中斷的可能性

Pitch Interactive; 來源:“美國東北部極端地電場振幅和極化”,作者:Jeffrey J. Love 等,載於Space Weather,第 17 卷,第 3 期;2019 年 3 月

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1989 年,一場巨大的地磁風暴震驚了魁北克,引發了該省範圍內的停電。這場風暴——由來自太陽的帶電粒子爆發引起的地球磁場擾動——產生了電流,電流在地下電力線中奔流,使電網過載。現在,新的研究表明,特定地區岩石的成分可能會影響此類“超級風暴”的風險,這種風暴大約每世紀發生一次。

地磁風暴會在地面上感應出局部電場,產生電流。美國地質調查局的地球物理學家傑弗裡·洛夫和他的同事使用遍佈美國東北部的感測器來確定此類風暴可能產生的最大電場。透過將這些測量結果與風暴資料相結合,他們製作了一張地圖,識別出停電風險較高的地區。該結果於 3 月發表在Space Weather雜誌上。

圖片來源:Pitch Interactive;來源:“美國東北部極端地電場振幅和極化”,作者:Jeffrey J. Love 等,載於Space Weather,第 17 卷,第 3 期;2019 年 3 月


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他們發現,一個地區岩石的型別會影響地磁風暴可能產生的電場的強度和方向。如果岩石是良導體,則產生的電流很容易在地下流動。但如果岩石具有電阻,則電流可能會轉而透過電力線,可能威脅電網。

大於每公里 1 伏特的電場會干擾電網的執行,而更強的電場可能會導致停電。該團隊發現,最危險的區域是弗吉尼亞州,在強烈的磁暴期間,那裡的電場可能高達每公里 25.44 伏特。包括紐約、波士頓和華盛頓特區在內的主要城市也可能經歷相對強大的電場。這些地區擁有變質岩(經受強烈高溫或高壓變化)和火成岩(冷卻凝固的熔岩);兩者都具有電阻。其他地區,如阿巴拉契亞山脈西北部,擁有大量導電沉積岩,地電危害應該較低。

該團隊表示,這些發現可以幫助社群為未來的風暴做好準備,並且計劃在其他地方進行類似的研究。“我們的行業正在進行大量工作,世界各地的科學界也提供了幫助,”加拿大自然資源部的研究科學家戴維·博特勒說,他沒有參與這項研究。他說,電網的設計已經可以應對下一次“百年一遇的風暴”。

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