太阳风暴：我们在地球上面临的风险是什么？

当然，太阳也有自己的磁场：如果我们发现自己处于这样的条件下，即太阳磁场一旦遇到地球磁场，就能够“取消”它，地磁场的力线“开放”，从而缺乏磁层的“屏蔽”作用。因此，在这些条件下，太阳风的粒子会穿透磁层，并强化始终存在于地球周围的电流系统。这些强化产生了由这些电流系统产生的磁场变化，正如我们之前所说，磁场的这种变化反过来产生了其他电流，这次是在地面上：我们的 GIC。

地磁风暴的平均频率是多少？

太阳磁场每 11 年反转一次极性：例如，这会影响其表面太阳黑子的数量。因此，跟踪太阳活动周期过程的一种方法是计算太阳黑子的数量。当太阳黑子数量最少时，太阳活动周期就开始了。这个数字随着时间的推移而增加，并在周期的中间达到最大值，然后在新的周期开始时减少到新的最小值。

由于产生地磁暴的日冕物质抛射主要发生在太阳黑子处，因此太阳上的太阳黑子越多，发生地磁暴的可能性就越大。因此，这些风暴在太阳活动最大值期间更为频繁，尽管在周期的下降阶段也会发生非常强烈的风暴，其“效力”在对地球可能造成的损害方面通常更大。 arctic 南极洲 Figure1

GICs如何在地面传播？

一旦生成 GIC，它们就会在地下传播，将自己传送到更可能流动的地方，即电导率更高的地方。因此，他们的优先渠道是能源分配系统、油气管道和铁路网等长金属结构。

INGV 为什么要研究它们？

让我们首先说这些电流在高纬度地区特别强烈，因为在两个磁极上方的电离层部分中存在非常强烈的电流系统，在地磁暴期间，这些电流会更加强烈地产生，恰恰在高纬度地区，非常惊人对地面记录的地磁场的影响，因此也非常强烈的 GIC。然而，这些影响通常不会在中低纬度地区以相同的强度表现出来，因此风险较小。正因如此，多年来对GIC效应的研究主要集中在高纬度地区，而如今，出于一些根本原因，即使是意大利等中低纬度国家也开始着手处理。

首先是因为我们越来越依赖技术，因此从经济角度来看，中型大停电会造成非常重大的损失。此外，即使强度较低，GICs 也可以在中低纬度流动。事实上应该记住，在上个世纪我们确实经历过非常强烈的地磁风暴，但幸运的是，没有达到 1859 年发生的具有历史意义的卡灵顿风暴的级别，它的强度非常大：如果发生此类事件今天再次发生，即使在中低纬度地区也可能造成巨大的破坏，由于缺乏现代技术，过去显然没有记录到这种破坏。

因此，我们作为 INGV 的目标首先是加深对在中低纬度地区产生 GIC 的过程的物理知识，这在历史上研究较少；之后我们希望能够计算风险（在欧洲的情况下，由于电力网络的连接，这也是传染的风险），也是因为要采取预防措施来保护配电系统（如以及网络铁路、石油管道、天然气管道等，即使是那些具有高电导率并因此被当前“首选”的系统）所涉及的成本也比停电造成的损失低得多。

这些电流给我们带来的主要有害影响是什么？

与我们的电能分配系统中流动的电流频率相比，GIC 是具有低频率特征的电流。因此，GIC 代表电流分配系统元件（例如电压互感器）的直流电，这会导致它们过热，有时甚至会损坏它们，从而危及它们的正常运行。这样做的极端后果是停电。因此，假设停电是 GIC 给我们带来的主要和最严重的风险。然而，我们记得 GIC 还对石油和天然气管道腐蚀的间接影响负责，并且在非常强烈的 GIC 的情况下，还对信号系统或位于铁路沿线的变压器造成损坏。

迄今为止，GIC 造成的最严重停电是哪一次？

可能是 1989 年 XNUMX 月影响加拿大魁北克地区的事件。这是一个非常广泛的事件，发生在高（但不是很高）纬度地区，涉及许多人，他们在黑暗中呆了好几天。在那种情况下，同样由于该地区的地质情况，底土比周围地区的阻力更大，GIC 无法在地下很好地流动，大量集中在电流传输线上，造成巨大的破坏是停电了。

目前GIC的研究前沿是什么？

好吧，我会说研究它们在中低纬度地区的影响，正如我所说，到目前为止研究很少。在这方面，值得一提的是一位希腊研究人员最近进行的一项研究，他在很长一段时间内将希腊记录的有害事件与太阳活动联系起来：他发现有一种转移在太阳活动和对地球的破坏之间，这使他指出，虽然我们在中低纬度地区没有遭受地磁风暴造成的直接破坏，但我们同样受到 GIC 的影响，随着时间的推移，它们可以例如，导致配电网络的元件加速劣化。因此，我认为，同样根据这些结果，我们应该将自己设定为一个共同目标，即通过欧洲各种现实之间的综合研究和研究项目，深化 GIC 在中低纬度地区的影响。

INGV未来在这方面的研究会采取什么步骤？

迄今为止，我们所做的 GIC 风险估计都是使用磁数据完成的。实际上，为了做出更精确的风险估计，我们应该能够拥有我们领土的相当详细的电导率模型。此外，还通过接触和合作特设与电网运营商一起，能够访问电网信息将是一件好事，能够测量 GIC，确切地知道它们达到的水平以及在什么太阳活动条件下。即使，很明显，到目前为止列出的所有目标背后的首要目标是继续研究该现象的物理学，以便越来越了解它，并且考虑到 GIC 是始于太阳，通过让不同的专业人士参与进来，从太阳到磁层物理学家。