■記者 倪思潔

“大型耀斑，持續(xù)17分鐘，級(jí)別X2.2。”026號(hào)預(yù)報(bào)員心中默念。

4月20日中午12點(diǎn)03分，中科院國(guó)家空間科學(xué)中心的空間環(huán)境預(yù)報(bào)中心。和026號(hào)預(yù)報(bào)員一樣，029號(hào)和037號(hào)預(yù)報(bào)員也在目不轉(zhuǎn)睛地盯著太陽(yáng)X射線流量和極紫外成像數(shù)據(jù)。憑著多年的專業(yè)訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)，他們從紅紅綠綠的曲線和日面西邊緣的亮斑判斷，這次耀斑的級(jí)別非常大。

大耀斑從11點(diǎn)46分出現(xiàn)，直到中午12點(diǎn)03分，屏幕上的曲線才終于緩和，亮斑也黯淡下去。

相當(dāng)于幾十億顆巨型氫彈同時(shí)爆炸

在太陽(yáng)耀斑平靜之后3個(gè)小時(shí)，預(yù)報(bào)員們發(fā)出通報(bào)：“活動(dòng)區(qū)AR2992（S30W90）爆發(fā)了1個(gè)X級(jí)X射線耀斑……預(yù)計(jì)未來(lái)幾天，AR2993和AR2994仍將比較活躍，可能爆發(fā)M級(jí)及以上級(jí)別耀斑?！?/p>

“一般級(jí)別的耀斑是不會(huì)發(fā)通報(bào)的，只有X級(jí)的才會(huì)發(fā)?！敝锌圃簢?guó)家空間科學(xué)中心副研究員李志濤告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

太陽(yáng)耀斑是發(fā)生在太陽(yáng)大氣局部區(qū)域的一種最劇烈爆發(fā)現(xiàn)象。M級(jí)和X級(jí)的太陽(yáng)耀斑是空間天氣預(yù)報(bào)員們重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

國(guó)際慣例將太陽(yáng)耀斑分成了五級(jí)——A、B、C、M、X。C級(jí)以下的都是小耀斑，M級(jí)耀斑是中等耀斑，X級(jí)耀斑是大耀斑。在監(jiān)測(cè)到級(jí)別之后，預(yù)報(bào)員們還會(huì)根據(jù)耀斑X射線峰值流量在字母后面加一個(gè)數(shù)字，數(shù)字越大，意味著釋放的能量越高。

“X2.2級(jí)太陽(yáng)耀斑釋放的能量相當(dāng)于幾十億顆巨型氫彈同時(shí)爆炸?！崩钪緷f(shuō)。

一般來(lái)說(shuō)，如此強(qiáng)烈的太陽(yáng)耀斑爆發(fā)大多會(huì)對(duì)地球造成影響。李志濤介紹，強(qiáng)的太陽(yáng)耀斑爆發(fā)及其伴隨的能量和物質(zhì)噴發(fā)可能會(huì)對(duì)地球發(fā)起“三輪攻擊”。

第一輪出現(xiàn)在耀斑爆發(fā)的8分鐘后。強(qiáng)烈的電磁輻射會(huì)以光速抵達(dá)地球空間，直接進(jìn)入到電離層和高層大氣，使電離層中的電子濃度急劇增大，引發(fā)電離層突然騷擾，可導(dǎo)致短波無(wú)線電信號(hào)衰落，甚至中斷。

第二輪攻擊大約出現(xiàn)在耀斑爆發(fā)的幾十分鐘后。比炮彈快萬(wàn)倍以上的高能帶電粒子流到達(dá)地球空間，發(fā)生太陽(yáng)質(zhì)子事件，可能給空間飛行器帶來(lái)危害，也可能威脅執(zhí)行任務(wù)的航天員的生命安全，還可能影響穿越極區(qū)的航空乘客的生命健康。

第三輪攻擊會(huì)出現(xiàn)在耀斑爆發(fā)的2到3天后。高速等離子體云，即日冕物質(zhì)拋射會(huì)攜帶磁場(chǎng)到達(dá)地球附近，引發(fā)地磁暴，可能損壞衛(wèi)星、電網(wǎng)、輸油管道、通信導(dǎo)航等設(shè)備。

此次大耀斑爆發(fā)發(fā)生在北京時(shí)間12點(diǎn)前后，我國(guó)處于向陽(yáng)側(cè)，8分鐘后急劇增強(qiáng)的電磁輻射干擾了中國(guó)區(qū)域無(wú)線信號(hào)的傳播，但由于耀斑爆發(fā)在日面西邊緣，位置偏，所以伴隨的高能粒子和日冕物質(zhì)拋射，并不朝向地球。“幸運(yùn)的是，這次人類躲過(guò)了后兩輪攻擊。”李志濤說(shuō)。

太陽(yáng)活動(dòng)高峰將在未來(lái)兩三年到來(lái)

最近，太陽(yáng)不太平靜。去年10月底、今年3月底和4月17日，都發(fā)生了大型耀斑事件。一次又一次的大耀斑說(shuō)明太陽(yáng)活動(dòng)離高峰期越來(lái)越近。

“由于正處于太陽(yáng)活動(dòng)的上升階段，太陽(yáng)黑子日益增多。尤其是這幾天，日面上出現(xiàn)了幾個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大黑子群，導(dǎo)致每天都有M級(jí)耀斑爆發(fā)，偶爾也產(chǎn)生X級(jí)以上的耀斑，像4月17日是X1.1級(jí)，4月20日是X2.2級(jí)。”李志濤說(shuō)。

根據(jù)對(duì)太陽(yáng)黑子的監(jiān)測(cè)和國(guó)內(nèi)外專家的預(yù)測(cè)，太陽(yáng)從2019年12月開(kāi)始進(jìn)入了第25個(gè)活動(dòng)周，將持續(xù)11年之久，活動(dòng)的高峰將出現(xiàn)在2025年前后。

“現(xiàn)在太陽(yáng)活動(dòng)整體上還沒(méi)有進(jìn)入高年，耀斑爆發(fā)的頻率也還沒(méi)有達(dá)到峰值。在2到3年后，太陽(yáng)爆發(fā)將更加頻繁和強(qiáng)烈?！崩钪緷f(shuō)。

在這種情況下，人類引以為豪的導(dǎo)航通信技術(shù)、航空航天技術(shù)，都將面臨巨大挑戰(zhàn)，與此同時(shí)，對(duì)太陽(yáng)耀斑及其影響的預(yù)報(bào)和監(jiān)測(cè)也越來(lái)越重要。

李志濤介紹，在耀斑發(fā)生前，預(yù)報(bào)員要對(duì)太陽(yáng)黑子監(jiān)測(cè)圖像、太陽(yáng)磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)圖像等進(jìn)行詳細(xì)處理、分析，對(duì)日面黑子進(jìn)行細(xì)致研究，判斷未來(lái)一段時(shí)間爆發(fā)耀斑的概率。

對(duì)于已經(jīng)發(fā)生的耀斑，他們則要通過(guò)太陽(yáng)極紫外監(jiān)測(cè)圖像、太陽(yáng)X射線流量、太陽(yáng)日冕儀圖像、太陽(yáng)高能粒子流量監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段，分析之后是否會(huì)伴隨強(qiáng)烈的高能粒子噴發(fā)和日冕物質(zhì)拋射，并判斷其可能給地球帶來(lái)的影響，比如太陽(yáng)質(zhì)子事件、地磁暴、電離層暴等。

從001到041，陽(yáng)光下的“隱身人”

“預(yù)計(jì)未來(lái)三天，太陽(yáng)活動(dòng)水平以中等為主，產(chǎn)生M級(jí)及以上級(jí)別耀斑的概率較大。地磁以平靜至微擾為主。發(fā)布日期：2022-04-21 00：30 UTC；預(yù)報(bào)員：029/021?！?/p>

空間環(huán)境預(yù)報(bào)中心網(wǎng)站，每天都會(huì)更新太陽(yáng)活動(dòng)等空間環(huán)境預(yù)報(bào)，而每個(gè)預(yù)報(bào)結(jié)尾的“預(yù)報(bào)員”處總有一串“神秘”數(shù)字。

“這是兩位預(yù)報(bào)員的代號(hào)。我就是026號(hào)，4月20日大耀斑出現(xiàn)時(shí)，值班的029號(hào)是陳善強(qiáng)，037號(hào)是任廷領(lǐng)?！崩钪緷χf(shuō)。

如今，空間環(huán)境預(yù)報(bào)中心的預(yù)報(bào)員代號(hào)已經(jīng)排到了041。1992年，為服務(wù)中國(guó)載人航天工程，空間環(huán)境預(yù)報(bào)中心成立。從001號(hào)到041號(hào)，中間是一段歷時(shí)30年的傳承。

001號(hào)預(yù)報(bào)員是空間環(huán)境研究預(yù)報(bào)專家龔建村。他曾與團(tuán)隊(duì)在1999年成功預(yù)報(bào)出我國(guó)第一艘載人航天試驗(yàn)飛船神舟一號(hào)發(fā)射期間的流星暴，幫神舟一號(hào)躲過(guò)了流星雨；他和團(tuán)隊(duì)還為神舟七號(hào)預(yù)測(cè)了空間地磁環(huán)境，確保了神舟七號(hào)小衛(wèi)星伴飛試驗(yàn)的順利開(kāi)展。

041號(hào)預(yù)報(bào)員則是“95后”女孩石育榕。碩士畢業(yè)后，她經(jīng)過(guò)了見(jiàn)習(xí)、實(shí)習(xí)、考核等諸多環(huán)節(jié)之后，去年剛剛拿到屬于自己的“041”。

石育榕說(shuō)，對(duì)她影響最大的人，是她的導(dǎo)師——009號(hào)預(yù)報(bào)員劉四清。劉四清曾與團(tuán)隊(duì)在神舟九號(hào)載人飛船發(fā)射前觀測(cè)到突然爆發(fā)的太陽(yáng)風(fēng)暴，通過(guò)精準(zhǔn)的計(jì)算，他們給工程決策者吃下了一顆“任務(wù)不變”的定心丸。

從001號(hào)到041號(hào)，傳下來(lái)的不僅是空間天氣預(yù)報(bào)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，還有一種只有代號(hào)沒(méi)有名字的習(xí)慣。

作為空間環(huán)境預(yù)報(bào)中心的開(kāi)創(chuàng)者，中國(guó)空間環(huán)境預(yù)報(bào)學(xué)科創(chuàng)始人都亨在與年輕人分享心得時(shí)說(shuō)：“你要主動(dòng)去為航天員服務(wù)，為他著想，心甘情愿地為他去做事。你是一個(gè)配角，你是保障安全的。”

這些“隱身”的“配角”們也有著自己的堅(jiān)持。“雖然很多人不了解我們的工作，但是隨著人類的腳步往更遠(yuǎn)更高的深空邁進(jìn)，我們知道，這項(xiàng)工作很重要?！笔耪f(shuō)。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2022-04-25 第1版 要聞)