地球科學

預測磁暴大停電

新的測繪圖像能夠呈現磁暴造成的斷電風險。

撰文/歐凱勒根(Jonathan O’Callaghan)
翻譯/邱淑慧

地球科學

預測磁暴大停電

新的測繪圖像能夠呈現磁暴造成的斷電風險。

撰文/歐凱勒根(Jonathan O’Callaghan)
翻譯/邱淑慧

磁暴警訊:磁暴使地下岩石感應產生強電場,其強度和方向(偏極軸)有助於電力公司了解何處的電網可能受到干擾或破壞。


1989年,一場劇烈的磁暴襲擊加拿大魁北克省,導致全省大斷電。這場磁暴源自太陽的帶電粒子數量突然爆發,擾亂地球磁場,地底的電力線路產生感應電流,使電網超載。一項新研究顯示,像這樣約每世紀一次的「超級磁暴」,危害程度與當地的岩石成份有關。


磁暴會使地表引發局部電場、產生電流。美國地質調查所的地質學家勒夫(Jeffrey Love)和同事利用遍佈美國東北部的偵測器,測量磁暴所能產生的最大電場,結合測量與磁暴的數據得出的圖,可用來判斷哪些區域的斷電機率較高(參見上圖)。這項結果發表於今年3月的《太空天氣》。


研究人員發現,地磁風暴在某處造成的電場,其強度和方向會受該區域岩石種類的影響。如果岩石是良導體,感應電流可以輕易流經地表;但如果岩石不易導電,電流可能會轉而流向電力線路,對電網造成威脅。


電場強度每公里超過一伏特就可能干擾電網運作,強度更高則造成斷電。研究團隊發現美國最危險的區域是維吉尼亞州,強大磁暴來襲時,電場強度可達每公里25.44伏特;主要城市例如紐約、波士頓和華盛頓特區,也可能遭遇強大電場。這些區域有變質岩(經歷高溫或高壓而變質)和火成岩(熔岩經冷卻而固化),兩者均不易導電。西北部的阿帕拉契山脈區域及其他地區則因為有較多易導電的沉積岩,電場導致災害的程度應較低。


團隊表示,這項發現有助於各地區防範磁暴。其他機構有類似研究計畫,加拿大自然資源署的巴特勒(David Boteler)說:「在世界各地的科學社群幫助下,這個領域正在進行許多工作。」巴特勒並未參與這項研究,他評論,如今電網的設計,已經可以應付又一次「百年磁暴」。