「的想法飛越太陽風暴「聽起來很壯觀，但駕駛艙內的實際操作與電影裡看到的截然不同。在太陽風暴中，天空在肉眼看來可能完美無瑕；然而， 地球周圍的空間環境發生了變化。 這會對通訊、導航和路線規劃帶來影響，尤其是在高緯度地區。
同時，太陽風暴不應與大氣風暴混淆。乘客搭乘從丹佛飛往芝加哥的航班，在穿越大型對流鋒面時，會因常規天氣原因遭遇湍流、航班改道或延誤，而太陽風暴則可能造成… 重新規劃極地航線，增加間隔，或改變程序 周圍沒有雲層，也沒有閃電。了解這些因素分別是什麼，以及它們如何影響航空業，是減少事故和提高安全性的關鍵。
什麼是太陽風暴？它是如何形成的？
太陽和地球之間的空間並非完全「空無一物」；我們沐浴在持續不斷的輻射和亞原子粒子流中，我們稱之為太陽風。當太陽活動增強時，太陽會噴射… 大量帶電等離子體和輻射 以閃光燈的形式 日冕物質拋射（CME）它們以極高的速度飛行，有時會撞擊我們的星球環境。
太陽表面是一片運動的等離子體海洋，其中夾雜著強烈的磁活動區域，我們看到的就是太陽黑子。這些區域以大約11年的周期不斷演變；在周期的峰值， 耀斑和日冕物質拋射更加頻繁、威力更大。在嚴重情況下，會釋放出粒子和磁場的“雲團”，這些雲團會在數小時或數天內到達地球。
可以區分出幾個階段/效應：1）耀斑，它會發射一股電磁輻射，其訊號（光、X射線）大約在8分鐘後到達；2） 太陽輻射風暴其中，高能粒子特別會對衛星和在大氣層保護範圍外運作的衛星造成影響；3）日冕物質拋射（CME），是一種磁化的等離子體團，當與磁層相互作用時，會引發地磁暴。
日冕物質拋射磁場的方向至關重要：如果它以南向分量到達地球並有效地與地球磁場耦合， 磁層釋放出更多能量 而且其影響更大（例如通訊中斷、電網感應電流等）。在朝向北方的「良性」配置中，影響較小。
誰在監測時空？時空又是如何分類的？
國際上對此存在協調機制 監測及預警空間天氣國際太空環境服務（ISES）由13個國家組成——美國、加拿大、巴西、澳洲、日本、中國、印度、俄羅斯、波蘭、捷克、比利時、瑞典和南非——並作為一個網路用於交換資料和警報。美國國家海洋暨大氣總署（NOAA）透過其太空天氣預報中心， 發布廣泛使用的警報和嚴重程度等級.
美國國家海洋暨大氣總署（NOAA）將主要影響分為三類，等級從 1 到 5（從輕微到極端）： 無線電停播（R）, 太陽輻射風暴（S） y 地磁暴（G）這是將太陽和磁層觀測結果轉化為對技術和營運的預期影響的實用方法。
- R（無線電封鎖）地球向陽面高頻通訊的劣化或喪失；可能對全球導航衛星系統訊號產生影響。
- S（太陽輻射風暴）影響衛星和高緯度通訊的高能粒子；對未受防護的太空人構成風險。
- G（地磁暴）：電網波動、基礎設施感應電流以及軌道和無線電系統大範圍擾動。
耀斑的X射線亮度分類也常被使用：C級（小型）、M級（中型）和X級（大型）。每個等級的範圍從1到9（C1-C9，M1-M9，X1-X9），表示強度。因此，X2.7級事件是強烈的耀斑； 數值越高，輻射能量越大。 以及可能產生的相關影響。
對航空業的影響：機上究竟發生了哪些變化？
在商業航空領域，強烈太陽風暴的三大主要影響是眾所周知的：高頻通訊的損失或劣化（尤其是在極地航線上）， GPS/GNSS誤差和效能下降 （需要加強導航程序和增加間隔）並重新規劃航線，以避開尖峰時段的高緯度地區。
當高頻通訊出現故障或性能下降時，管制員可能會與偏遠地區的飛機失去聯繫；為了安全起見，會啟動保守協議，並且在長時間的情況下， 緊急應變計畫啟動同時，電離層變得不規則，這會改變無線電傳播並給 GNSS 訊號增加誤差，從而限制基於 GPS 的方法或增加垂直間距。
在跨極地航線上——由於甚高頻（VHF）覆蓋範圍有限，高頻（HF）通信至關重要——航空公司可以選擇改道或向南飛行，但這會消耗更多燃油，延長飛行時間，並可能導致計劃外中途停留。這並不意味著你正在飛越明顯危險的區域；而是意味著… 如果沒有雲層遮擋，電磁環境會迫使飛機採取更保守的飛行模式。.
關於輻射，偶爾乘船的乘客無需擔憂。大氣層和磁場會大大降低輻射劑量。在輻射嚴重的情況下以及在高緯度航行時，輻射劑量可能會略有增加，這就是為什麼在海上航行時間較長的船員需要格外注意輻射安全的原因。 它們採用累積暴露標準進行管理。如果天氣狀況惡劣到需要調整航線，則會延後航班或調整飛行計畫。
真實案例：從1859年到最近幾期
極端歷史參考點是 卡靈頓事件 （1859年），一場超級風暴導致異常低緯度地區出現極光， 電報網崩潰了當時曾引發火災和設備故障。很久以後，在1989年，另一次事故導致魁北克電網癱瘓數小時，並損壞了衛星。
在現代，2012年1月24日發生的一次8.7級強對流天氣事件就是航空影響的一個例子。跨極地航班被迫改道，一些高緯度地區的飛機也受到了影響。 他們調整了飛行高度 為了減輕影響。極地軌道衛星出現了問題；甚至ACE衛星上的感測器也因粒子爆發而暫時失靈。
同一周期在2012年3月出現了強烈的峰值：地磁暴強度高達普通太陽風的十倍，部分日冕物質拋射的速度甚至達到了2.000公里/秒。澳洲、中國和印度的部分地區出現了R3級無線電通訊中斷，持續數小時。 據報道，高頻通訊出現中斷。 在地球的大部分地區。
最近，當前週期的活動增加，導致… 異常緯度的極光烏斯懷亞週邊地區經歷了強烈的太陽耀斑，包括5月發生的2.7級耀斑。美國國家海洋暨大氣總署太空天氣預報中心向該地區的電力和衛星營運商以及航空當局發出了警報。 他們提醒行程可能會有所調整。 由於衛星導航訊號減弱，持續數日。
空間天氣預報與應用科學
知識已取得長足進步：目前已建成全球網路和衛星，專門用於監測太陽和磁層，並提供近乎即時的公告和預警服務。諸如 www.spaceweather.org 之類的平台，以及國際太空科學研究所 (ISES) 和美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 提供的服務，使營運商和航空公司能夠… 預測影響並做出營運決策.
預測地磁暴的一個非常有用的研究方向是測量宇宙射線。安裝在南極洲的探測器——由於其緯度和地磁場的作用，這裡是理想的觀測環境——可以即時記錄宇宙射線的變化。當磁化等離子體雲到達時， 往往會降低測得的宇宙射線通量。這起到了「警告」作用，提醒需要調整營運預測。
宇宙射線是源自地球外部的高能粒子；它們進入大氣層後，會發生碰撞並產生大量次級粒子，形成「級聯」現象。這種級聯的峰值出現在約10公里高空，而這正是商用客機的飛行高度，這也解釋了為什麼機組人員必須… 管理您的年度風險敞口尤其是在靠近極地的路線以及太陽活動劇烈的時候。
學術團體創建了公共儀表板，用於即時可視化太陽活動和宇宙射線，一些國際聯盟提供運作產品，以幫助民航部門決定是否取消極地航班、加強備用通訊或其他措施。 計劃採用間距較大的窗戶。這項行動需要全天候不間斷的持續投入和充足的資源，而這些資源在許多國家仍在整合中。
太陽風暴與夏季風暴並不相同。
必須強調的是，這種情況與普通天氣風暴有所不同。如果對流系統涵蓋了半個國家，乘客可能會擔心從丹佛飛往芝加哥是否安全，他們想到的可能是積雨雲、強湍流和颮線。在這些情況下，機組人員和空中交通管制員會使用 機載雷達、衛星資料和乾擾 躲避障礙物，繞過障礙物，或等待跑者進步。
當星系規模龐大時，你不會直接穿過它；你會繞過活動較少的區域或延誤飛行。航線管理依賴時隙、高度、氣象最低標準和緊急應變計畫。相較之下，太陽風暴不會像雲層那樣需要雷達避讓；它的影響是電磁性的，並且可以透過操作來實現。因此， 它既不“被看見”，也不“被跨越”。 因此，風險管理是透過溝通、導航和軌跡規劃來實現的。
NASA也進行研究風暴的活動…但研究的是大氣風暴。例如，在中美洲進行的TC4任務，動用了ER-2、WB-57和DC-8等飛機飛往對流層頂和平流層，測量深層風暴注入的粒子種類和質量。 卷雲如何改變能量平衡 地球的。這與太陽風暴無關，而是與氣象學和氣候變遷有關。
這些探測活動使用了即時任務監視器（RTMM），該系統整合了衛星、雷達和感測器，即時向科學家展示完整的圖像。其理念與時空管理的方式類似： 整合來自多個來源的數據 利用現有最佳資訊迅速做出決定。
通訊、GPS和網路：它們為何受到影響
在強地磁暴期間，電離層中的電流和落入其中的粒子會增加電離層的熱量並改變其密度。這會改變高頻無線電波的傳播方式和全球導航衛星系統（GNSS）訊號的傳輸方式，從而引入定位誤差，有時甚至會導致嚴重後果。 通訊部門名義上停電 高頻。在低軌道上，大氣層膨脹並增加空氣動力阻力，從而影響小型衛星。
在電網中，地磁變化會在長輸電線和管道中感應出電流，這可能會觸發保護裝置或損壞變壓器。這並非科幻小說：電力營運商會收到美國國家海洋暨大氣總署 (NOAA) 的正式警報，要求他們將系統置於安全模式。在衛星領域，高能粒子會導致「幻影指令」（由於放電引起的位元變化），這些指令可能… 關閉天線或折疊面板 如果沒有冗餘和屏蔽措施來緩解這些問題。
航空方面則採取了多種已知的緩解措施：替代航線、其他通訊方式（衛星通訊、CPDLC、VHF（如有覆蓋））、增加間隔，以及在GNSS精度下降時暫時限制基於GNSS的程序。如果HF通訊受到影響，則採取以下措施： 通訊中斷程序 控制中心之間的協調得到加強。
快速問答和關鍵細節
這些影響何時到來？太陽耀斑產生的電磁輻射會在幾分鐘內到達（這就是為什麼無線電中斷有時幾乎是瞬間發生的），而日冕物質拋射（CME）則需要幾個小時到幾天的時間。 2012年，人們測量到粒子鋒面以超過6萬公里/小時的速度移動； 速度最快的車速超過了2.000公里/小時。.
對地面上的人安全嗎？是的。大氣層和磁層能非常有效地保護我們。那麼對乘客呢？對於偶爾搭乘飛機的人來說，即使在太陽活動高峰期，額外的輻射劑量也很小。極地機組人員和航線 它們透過劑量監測和計劃進行管理。如遇嚴重事件，必要時延後課程。
磁層屏蔽層會「失效」嗎？在磁耦合強度極高的環境下，磁層可能會減弱，並將大量能量釋放到大氣層中。這種情況對電網和衛星系統構成最大威脅。建議採取的措施包括： 受控關機和安全模式 關鍵基礎設施的臨時用途。
如何取得即時天氣更新？除了 NOAA/ISES 的公告和區域服務外，許多航空公司還將空間天氣資訊納入航班時刻表。請注意，某些社群媒體資源僅在啟用 JavaScript 的情況下才能正常運作；例如， 某些 X 頁面需要相容的瀏覽器 查閱他們的幫助中心並查看嵌入式內容。
現代衛星是否因此而失事？是的；由於高層大氣受熱導致大氣密度增加，近期已造成一些小型低地球軌道衛星墜落。在其他情況下， 高能量粒子會損壞電子設備 或強制重啟；這就是為什麼在暴風雨預警發佈時需要製定程序來保護天線和麵板的原因。
那麼，最近的航班情況如何呢？像民航局這樣的機構會在太陽活動高峰期發佈公告，指出由於衛星導航訊號減弱，「部分航線可能會有所調整」。這是一種謹慎的提醒。 如果 GNSS 訊號減弱，則採用替代方案。 安全是首要考慮因素，偶爾會出現延誤或繞行。
最後一點實際注意事項：雖然「我要飛越太陽風暴」聽起來很壯觀，但飛機實際上並不會穿過任何可見的等離子體雲；它飛越的是電離層和磁層受到擾動的一片空間。對乘客而言，這種體驗通常最多只能轉化為… 稍長的旅程、繞道而行或機艙留言 解釋延誤原因。
從宏觀角度來看，如今的航空業擁有各種指標（R/S/G、Kp）、全球預警網路、在軌和地面感測器，以及完善的規程，能夠在太空天氣事件期間安全運作。與太陽相比，傳統天氣對航班準點率和整體運行安全的威脅仍然更為頻繁。即便如此， 了解這種現象，將其與對流風暴區分開來，並了解如何應對它。 它能幫助你更平靜地旅行，並理解為什麼有時航班計劃會臨時更改。
