美国的几个城市(包括首都)的电网特别容易受到太空天气的威胁,但专家仍在试图了解原因。
英国地质调查局(BGS)的研究人员发现,美国某些地区更容易受到地磁风暴的影响,地磁风暴发生在太阳喷出耀斑和日冕物质抛射(CME)时。
这些是从太阳大气中喷发到太空的气体和磁场。
它们会引发地磁风暴,有可能破坏地球轨道和地球表面的从卫星到地下管道等基础设施。
英国地质调查局的劳伦·奥尔博士在赫尔大学举行的全国天文学会议上介绍了她的研究成果,她表示,最容易受到此类太空天气影响的两个城市的电网是华盛顿特区和密尔沃基。
她说:“我们发现美国的某些地区(华盛顿特区和密尔沃基)在我们的网络中多次出现‘高度连通’的情况,因此这些地区可能特别容易受到太空天气的影响,进一步监测可能会有所帮助。”
奥尔博士补充说,这些城市更容易受到地磁风暴影响的原因有很多,包括“地面的电导率、这些地区电网的物理结构,或天空中极光电流的位置”。
不过,她警告说,还需要进一步研究是什么让这些区域成为网络中所谓的“超级节点”。
恶劣的太空天气越来越受到全球科学家的关注,目前人们认为它发生的可能性与流行病一样大,其影响相当于极端气温或洪水。
地磁感应电流(GIC)就是这样一种危害,它可能会损坏电线和变压器。过去曾有报道称,地磁风暴期间变压器损坏导致大面积停电。
Orr博士解释说:“网络科学现在是一种常用工具,可以量化电网对蓄意攻击以及随机故障或自然灾害造成的攻击的弹性和稳健性。”
网络由节点和边组成,节点和边可以是任何事物,包括通过互联网连接的计算机、Facebook上的朋友或通过电缆连接的变压器。
Orr博士说:“我们之前利用网络科学揭示极光电喷流中的模式取得了巨大成功,因此我们将再次结合网络科学和空间天气领域来捕捉网络对GIC的响应。”
“通过将已知的可靠性参数应用于GIC网络,我们可以识别高风险区域或变压器。”
她补充道,这一点很重要,因为“这些区域可以在地磁暴期间进行修改,以防止变压器烧坏,并限制对更广泛电网的损害。”
这项工作是与华威大学的桑德拉·查普曼教授和美国宇航局加州喷气推进实验室的瑞安·麦格拉纳汉博士合作完成的。