2023 年已經(jīng)到來，大家逐漸恢復了生龍活虎的狀態(tài)，而太陽似乎也耐不住寂寞，前來湊熱鬧：北京時間1月6日、1月9日和1月10日，太陽上相繼爆發(fā)生了三次較強的耀斑。

其后，在美國東部時間 1 月 11 日，美國的民航運輸發(fā)生大癱瘓，全美航班悉數(shù)停飛。

有一些媒體在報道時，將這段時間的太陽活動和美國航班停飛聯(lián)系在了一起，稱是這些“史詩級”的太陽耀斑引發(fā)的地磁暴，導致了全美航班的停運事故。

但是，事實真的是這樣嗎？簡單直接的回答是：近期爆發(fā)的耀斑并非美國航班停飛的罪魁禍首，這幾次耀斑也遠談不上“史詩級”，但包括耀斑在內(nèi)的太陽爆發(fā)，的確能夠?qū)е绿囟ê骄€的民航飛行受到影響。

美國航班停飛究竟為何？

根據(jù)美國聯(lián)邦航空管理局（Federal Aviation Administration，F(xiàn)AA）網(wǎng)站上就本次停飛事件發(fā)布的消息，造成全美航班集體停飛的原因是發(fā)布航行通告的飛行任務通知（NOtice To Air Missions，NOTAM）系統(tǒng)癱瘓了。

在航班飛行前和飛行過程中，飛行員和與航班運行相關(guān)的各個部門都要通過該系統(tǒng)，獲取事關(guān)飛行安全及效率的關(guān)鍵信息。根據(jù)目前 FAA 初步的調(diào)查結(jié)論，NOTAM 系統(tǒng)的癱瘓原因來自于自身的系統(tǒng)問題，與太陽耀斑沒有關(guān)聯(lián)。

真的是“史詩級”太陽耀斑嗎？

要弄清近期爆發(fā)的這三個耀斑是否是“史詩”級，要從耀斑的級別來看。耀斑是太陽上一種輻射突然增強的局部爆發(fā)現(xiàn)象。耀斑級別的劃分，則是根據(jù)耀斑爆發(fā)釋放的軟 X 射線強度（嚴格的說是“通量”，這里不展開解釋這個名詞）的最大值來確定。

首先，我們將耀斑由弱到強分配到 A、B、C、M、X 等幾個等級范圍，再根據(jù)某次耀斑事件的具體強度來確定字母后的數(shù)值。

我們可以簡單的把字母理解成耀斑的“年級”，把字母后的數(shù)字理解為耀斑在年級中的“分數(shù)”。

2023 年 1 月份已經(jīng)爆發(fā)的這三次耀斑，分別為 X1.2、X1.9 和 X1.0 級，確實屬于耀斑家族中最強的 X 級，但距離“史詩”這個級別則仍有很大差距。

歷史上記錄到的最強耀斑是 2003 年 11 月 4 日爆發(fā)的 X28 級耀斑。而 X28 的定級并非來自準確的測量，因為耀斑強度已經(jīng)超過了當時衛(wèi)星上測量設(shè)備的量程，實際的級別可能比X28更高。而史上 15 個最強耀斑的“分數(shù)線”，也在 X9.0 級，遠高于 2023 年 1 月這幾個耀斑的強度。

因此，打個比方來說，2023 年 1 月的幾個 X 級耀斑就像人群中身高在一米八左右的人一樣，雖然稱得上是高個子，但還沒有到姚明的程度，并不能稱為“史詩”。

從實際影響地球的情況看，這幾個耀斑對地球的影響主要集中在電離層變化導致的短波通信異常上。

美國空間天氣預報中心在 X1.9 級耀斑爆發(fā)后，發(fā)布了地球附近高頻無線電通信質(zhì)量的 R3 級預警。該機構(gòu)對無線電通信的預警分為 5 級，R3 級處于中檔水平，而這一等級的預警在為期 11 年的太陽活動周中平均會發(fā)出 175 次。

不過，地球附近的高能粒子環(huán)境沒有很大的變化，2023 年 1 月上半月也僅有一次較弱的地磁暴。

總而言之，這幾次耀斑對地球附近空間環(huán)境的影響相對有限。同時，耀斑本身不能直接誘發(fā)地磁暴。雖然耀斑和另一種太陽爆發(fā)現(xiàn)象——日冕物質(zhì)拋射（CME）經(jīng)常結(jié)對出現(xiàn)，但就如同雷電不能濕潤大地，澤被萬物的是從天而降的雨滴一樣，引發(fā)強地磁暴的一般是日冕物質(zhì)拋射，而不是耀斑。

日冕物質(zhì)拋射在日冕儀中的圖像。日冕物質(zhì)拋射和太陽耀斑經(jīng)常伴隨出現(xiàn)，爆發(fā)過程也可能存在關(guān)聯(lián)，但并非同一種現(xiàn)象。圖片來源：NASA

太陽耀斑對民航有何影響？

那么，排除這次耀斑事件與航班停飛的直接關(guān)聯(lián)后，民航界是否就可以對太陽耀斑的影響高枕無憂了呢？答案也是否定的。

從北美向東亞飛行時，綜合球面上的最短路徑和大氣環(huán)流方向等因素，相比于橫跨太平洋，使用北極上空的航線則更為經(jīng)濟高效。航空公司可以由此節(jié)省燃油成本，為機組和旅客節(jié)約飛行時間。以波士頓飛往香港的航線為例，使用極區(qū)航線每次可以節(jié)省 138 分鐘的飛行時間和 33000 美元的飛行成本。

然而，在 2003 年 10 月底到 11 月初的一段時間內(nèi)，包括史上最強的 X28 級耀斑在內(nèi)的一系列強烈的太陽爆發(fā)，使得北極部分航路無法使用，F(xiàn)AA 要求航空公司選擇較低緯度的航路繼續(xù)執(zhí)行航班，造成了燃油消耗和飛行時間的增加。

航路中斷的罪魁禍首是極區(qū)高頻（HF）無線電通信的中斷。由于北極地區(qū)陸地稀少、荒無人煙，無法沿航路布置空中交通管制常用的甚高頻（VHF）無線電收發(fā)臺，只能依賴傳播距離較長的 HF 波段。

在地球大氣層的頂部，有一層被稱作“電離層”的圈層。HF 無線電通信質(zhì)量的好壞直接受電離層控制。在耀斑使電離層發(fā)生劇變時，原本可以遠距離傳輸?shù)?HF 波段不再可用，空中交通管制人員無法有效指揮極區(qū)的空中交通，因而部分極區(qū)航線不得不停用。

在緯度較低的地區(qū)，雖然跨洋飛行時的HF無線電傳輸也受到了影響，但尚能夠依賴靜止軌道的通信衛(wèi)星維持一部分通信，而北極則是靜止軌道通信衛(wèi)星的盲區(qū)。

即便北極的 HF 通信能夠勉強恢復，輻射也是極區(qū)飛行需要考慮的一個風險。極區(qū)是太陽活動輻射效應影響民航飛行最強烈的區(qū)域。

當然，如果你不是每周幾次往返于北美和東亞之間，無需為此擔心。在太陽活動相對平靜的時段內(nèi)，跨越極區(qū)的單次飛行所受到的輻射劑量在 0.1-0.2 mSV 之間。而有關(guān)機構(gòu)推薦的每年飛行過程中接收到的輻射劑量上限為 1 mSV。但是，如果太陽活動異常劇烈，則應該留心此時的輻射情況。

1859年曾經(jīng)爆發(fā)過一次真正的“史詩級”太陽耀斑。如果同樣的事件發(fā)生在現(xiàn)在，單次極區(qū)飛行所受到的輻射可高達 20mSV。若此時仍在極區(qū)飛行，會對乘客和機組人員本人帶來健康風險。

當然，各國的空間天氣監(jiān)測預報機構(gòu)也在緊盯“航空輻射”的情況。在 2003 年 10 月至 11 月期間，相關(guān)機構(gòu)就曾發(fā)出通告，建議在緯度 35 度以上飛行的長途航班，將巡航高度由 40000 英尺降低至 36000 英尺。

這樣雖然同樣會增加油耗，但卻能夠更多的利用大氣層的輻射屏蔽效應，保護乘客和機組人員的健康。太陽活動有著 11 年的周期，隨著太陽從 2019 年底的極小期“沉睡”中逐漸蘇醒，并逐步向 2024—2025 年的極大期邁進，未來幾年還會有越來越多的太陽活動，可能對地球上的方方面面產(chǎn)生影響。

在互聯(lián)網(wǎng)傳播發(fā)達的今天，有些報道為了提升自身的關(guān)注度，對一些新聞事實進行不切實際的夸大和演繹。建議大家還是盡可能的多關(guān)注主流媒體和權(quán)威渠道發(fā)布的信息。