太陽風暴對電力系統的影響.ppt

1、太陽風暴對電力系統的影響,B9611088陳永昀 B9611092陳冠弘 B9611099邱子軒 B9611109王佑銘 B9611112劉興謙 B9611120呂紹穎,第7組 指導老師:林慶輝,大綱,壹.太陽風 貳.磁暴 参.磁副暴 肆.電離層對地磁暴的反應 伍.短波輻射對人類的危害 陸.太空天氣對地球太空環境各層面的影響 柒.太陽風暴對電力與通信系統有哪些影響？ 捌.如何防範?,太陽風,太陽是一個熾熱的火球，在太陽的外層大氣裡，溫度可超越一百萬度。在這稱為日冕的大氣層裡，原子 (主要是氫) 因為高溫電離了，變成了一團充滿了自由離子 (主要是質子) 和電子，既高溫又非常稀薄的氣體。太陽日冕的

2、爆發不斷把這些離子和電子拋射出太空，形成所謂太陽風。,磁暴,當太陽表面活動旺盛，特別是在太陽黑子極大期時，太陽表面的閃焰爆發次數也會增加，閃焰爆發時會輻射出X射線、紫外線、可見光及高能量的質子和電子束。其中的帶電粒子（質子、電子）形成的電流衝擊地球磁場，引發短波通訊所稱的磁暴。 磁暴時會增強大氣中電離層的游離化，也會使極區的極光特別絢麗，另外還會產生雜音掩蓋通訊時的正常訊號，甚至使通訊中斷，也可能使高壓電線產生瞬間超高壓，造成電力中斷，也會對航空器造成傷害。 不規則的突然變化，屬於全球性特大的干擾，常發生於太陽黑子活動時期。來自太陽的帶電粒子，包括氦核和電子，以1000 km/sec的速度奔向

3、四方，大約一晝夜的時間到達地球，干擾地球磁場。高緯度地區會有極光現象。,磁副暴,磁副暴為磁層與電離層電漿與磁場能量大幅度重整之過程，也是磁層能量儲存與釋放之結果。此能量來源為太陽風，經由行星際磁場與地球磁場重連過程傳入磁層，主要是磁尾，當磁能達到某一臨界值時，會導致電漿不穩定性之發生，最後以熱能與動能形式釋放於電離層與磁層。,人造衛星所拍攝之副磁暴期間高緯度地區極光隨時間之變化（由左上往右），右上角為副磁暴啟動之特徵，整個過程約二十分鐘。,電離層對地磁暴的反應,很多通訊系統都是利用電離層的特性來傳送長距離的電波訊號，強大的等離子流衝擊地球後，與地球的磁場相連接產生地磁暴，干擾地球電離層，使得地

4、面導航完全失效，短波通訊受到影響。 原因是電離層中各副層的自由電子及離子的密度會隨著太陽週期的變化而改變，所以當地球磁暴發生時電離層電子濃度會激巨攀升，這樣造成了通訊系統受到了很大的影響，長距離的通訊系統如從地表傳到空中、從船上把訊號傳送到陸地上及業餘通訊，都會因此而造成了訊號被中斷，屆時，地面衛星的通信信號將出現不穩定，可能會導致電視的聲音信號誤差增加，電視畫面模糊，人們將無法正常觀看電視，如果地球磁暴或離子活動發生時被事先通知而處於備用系統狀態的話，其所受的影響就不至於那麼大了。,短波輻射（光波與高能粒子）對人類的危害,太陽閃焰所產生高能量宇宙射線與超短波長的電磁波，會破壞人造衛星上的儀器

5、、傷害太空人，並影響電離層電子密度。 電離層電子密度的擾動，會影響穿過電離層的太空通訊，如GPS全球定位系統，對現代飛航安全影響甚大！,太空天氣對地球太空環境各層面的影響,Satellite operations (衛星操作) Space Shuttle and Space Station activities (太空任務) High-altitude polar flights (高緯極地飛航) Railway (鐵路交通) Navigation (航海) HF radio communications (高頻通信) Mobile phone communications (行動電話通信)

6、Electric power distributions (電力配送) Pipeline operations (油氣輸送) Long Term Climate Variations (長期氣候變動) cardiovascular disease incidence (心血管疾病發病率),太陽風暴對電力與通信系統有哪些影響？,太陽風暴會使地球南北極磁場造成磁場重連並加速帶電粒子往地球的南北磁極，使得地球南北磁極的電流間急速增加，這個時候此區域的變電系統以及電纜線會造成損壞而造成停電。 最有名的突發性災難發生於1989年3月加拿大魁北克，該省經歷了數小時的大停電，紐澤西州的一個變電系統也於相同的

7、磁暴中永久損壞。,太陽風暴會讓地球磁場劇烈震盪，使得利用地球磁場準確導引油井探鑽的工程也將大受影響;太空飛行方面，高能電子穿透飛船干擾或破壞電子儀器、長時間紫外線造成設備如太陽電池的老化，以及過強紫外線使大氣層向上升展造成衛星在軌道運行的阻力，衛星高度陡降會衛星失去聯絡。 太陽風暴也會對交通與軍事行動造成衝擊，使得地球電離層產生擾動影響高頻通訊，會讓幾公里外進行軍事行動的部隊無法與總部聯繫而錯失攻擊良機，航空母艦上的指揮官也將因通訊問題無法下命令給戰機飛行員支援地面部隊。,如何防範?,太陽所噴發出的強烈磁暴，使地球的通訊和供電系統及電子設備受到損壞，這種情況現在科學家覺得比較可靠的方法，就是提

8、早發出預警，使人類有更充裕的時間採取保護措施。 從觀察太陽每天會從日冕向太空噴發出強烈磁暴數次，但大約十幾年至廿幾年間會有一次特別猛烈的磁暴射向地球。 由此觀察便可提前發出預警，我們就可以暫時切斷人造衛星上的高壓電流，以免人造衛星出現電荷超載而自行毀滅。電力公司也可以暫時關閉變電站，以免受損。,結論,太陽風暴不單是對我們的通訊、電器短路、電器功能等,因為負荷停擺造成影響,還會影響到地球上生物例如一些利用地磁在辨認方向的生物,如果它們未能遷徙成功,它們必將會面臨死亡,此外還會對人體造成一些傷害。 因此我們必須了解太陽風暴週期的時間，而進一步發布消息，讓大家預先做好相關防範措施，使太陽風暴對地球的影響破壞程度降到最低。,參考資料,電離層對地磁暴的反應 http:/ppt.cc/WFj 太空環境對地球主要的衝擊與影響http:/p