1982年7月的一個普通日子,瑞典某條鐵路線上,信號燈突然開始自己切換顏色。工程師趕到現場時,一切又恢復了正常。沒人能解釋發生了什么,直到有人抬頭看了看太陽——一場太陽風暴剛剛掠過地球。
這件事被英國蘭卡斯特大學的卡梅倫·帕特森(Cameron Patterson)視為太空天氣影響地面交通的"唯一明確案例"。但他說,類似的怪事可能發生過很多次,只是沒人往天上想。
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最近,帕特森在維也納的歐洲地球科學聯盟會議上再次提起這個話題。他的核心觀點很簡單:包括英國在內的許多國家,鐵路電氣系統對太空天氣是脆弱的。最糟的情況下,紅燈可能變綠,或者綠燈變紅——在高速行駛的列車上,這可能致命。
我們先來理解一下,太陽和鐵路之間到底隔著什么,又能產生什么聯系。
太陽持續向外噴射帶電粒子流,也就是太陽風。這是極光形成的原因。偶爾太陽會爆發更強烈的物質拋射,形成太陽風暴,擾動地球磁場。衛星首當其沖,但地面電氣系統同樣會受影響——磁場變化會在導體中感應出電流,鐵路軌道也不例外。
問題在于,許多鐵路系統靠軌道中的直流電來檢測列車位置。列車經過時,會改變電流值,系統據此判斷"這段軌道有車"或"沒車"。帕特森說,當"地磁感應電流"混入這個精密的檢測系統,"可能導致各種異常:該綠的變紅,該紅的變綠"。
高速列車沒有提前預警的話,"可能來不及減速"。
瑞典1982年那次事件后,工程師們確實把信號異常和地磁感應電流聯系了起來。但帕特森認為,更多案例被忽略了——等工程師趕到現場,風暴已經結束,設備看起來毫無故障。俄羅斯的研究則發現過太陽風暴與信號異常之間的相關性。
兩種變色方向的風險不同。紅燈變綠更危險,可能導致碰撞;綠燈變紅則會造成停運、乘客滯留,若有人擅自離車同樣危險。
好消息是,這種級別的太陽風暴大約每30年才有一次。但帕特森補了一句:"百年一遇的事件,可能下個月就發生。"
他真正想傳達的信息是:現在就得做準備,而且得讓更多人意識到這件事。"我們必須為這些情況做好準備,傳達這個信息,我覺得真的很重要。"
太空天氣預警系統正在發展。有航天器已經能在太陽風暴抵達地球前15小時發出預報——對鐵路調度來說,這可能足夠讓某些區段臨時調整運行規則。但15小時能覆蓋多少線路、多少列車,取決于地面系統有沒有接入了這套預警。
帕特森的研究指向一個容易被忽視的真相:現代基礎設施的脆弱性往往藏在跨學科的縫隙里。鐵路工程師盯著軌道和電路,空間物理學家盯著太陽和磁場,兩邊很少開會。1982年瑞典那件事之所以能被解釋,恰恰因為有人把兩個領域的數據對上了。
現在的問題是,這樣的"對上"有多少次沒發生?那些"查無故障"的信號異常記錄,有多少其實寫著太陽的名字?
地磁感應電流的影響不限于鐵路。電網、管道、通信電纜都可能被感應出異常電流。但鐵路系統的特殊之處在于,它的安全邏輯高度依賴"軌道電路"這種相對古老的技術——用電流有無判斷列車位置,簡單可靠,直到太空天氣來摻一腳。
更現代的列車控制系統,比如基于無線通信的CBTC,理論上受地磁感應電流的直接影響更小。但全球大量鐵路,包括英國許多線路,仍在使用軌道電路或其變體。升級成本高昂,且涉及整個信號系統的更換。
所以眼下更現實的方案,可能是把太空天氣預警接入現有的調度流程。就像暴雨預警會讓某些路段限速一樣,太陽風暴預警可以觸發特定的信號檢查程序,或臨時改用更保守的運行模式。
這聽起來有點科幻——"因為太陽活動,今日列車晚點"。但帕特森想說的是,這種對話應該變得平常,而不是等到事故后才被想起。
1982年的瑞典工程師是幸運的,他們至少留下了記錄。更多時候,太空天氣的地面痕跡被風吹散了,像沒發生過一樣。
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