今年的春節(jié)檔，一部中國人拍的科幻電影火了！

　　這就是《流浪地球》?。。?br />
　　太陽即將毀滅，過去無數歲月中作為人類精神支柱的存在，變成了死亡和恐怖的象征。 比起坐以待斃，人類選擇掙扎到底。

　　“地球啊，我的流浪地球啊——”成為無數生在這個時代的人彌留之際的遺言。它包含著人類這個種族亙古不變的永恒心聲——我們要活下去。


　　隨著《流浪地球》的火爆，電影幕后的大量物料、素材也紛紛曝光?？吹竭@些，播報君更加堅信：這個團隊擁有令人尊敬的工作態(tài)度和敬業(yè)精神，他們取得成功是毫無疑問的大概率事件！

　　了解《流浪地球》影片更多背后的故事，請點擊鏈接：關于《流浪地球》的50件事

　　書歸正傳，讓我們先從網上曝光的《流浪地球》電影編年史聊起——

　　在《流浪地球》描述的龐大世界觀中，在電影時間（2075年）50年之前（2026年）發(fā)生的一次全球電力事故！

　　2026年6月 第25太陽周期日冕拋射風暴襲擊地球。超過G5等級的太陽風暴摧毀了40%的民用輸變電線路以及通信設施，使50%以上的民用電子儀器被毀！

　　在《流浪地球》的世界中，這場重大災難也正是引發(fā)地球上的人類開始啟動“流浪地球”項目的肇因。

　　很多感興趣的小伙伴一定會追問：太陽風暴引發(fā)的異常波動，是否真如電影中所說，會給地球上的電網帶來如此大的傷害呢？這究竟是科幻的臆想還是真實存在的威脅？真實世界中的電網，是否真的會面臨來自太陽的滅頂之災？

　　下面，帶您進入硬核科普時間：

　　毫無疑問，科幻電影中的情節(jié)雖然略有夸張，但是在真實的世界中，這種可能性的確是存在的?。?！

　　太陽風暴

　　由于太陽表面的一些活動，高溫與氫氣粘合塵埃、氣體發(fā)生碰撞，在挨著太陽表層發(fā)生沖擊，從而產生巨大的能量，對地球造成影響，這就是太陽磁暴（太陽風暴）。

　　這是一種非常常見的太陽活動現(xiàn)象，有大有小，輕微的太陽磁暴基本不會對人類的正常社會活動產生任何影響。但是稍強的太陽磁暴就有可能會對地球的通訊信號、航空器等造成影響。嚴重的太陽磁暴還會對電力系統(tǒng)造成危害，由于太陽質子與電子的碰撞融合會產生高電壓，瞬間產生的高壓電會使電網中斷。一旦電網癱瘓，會給人類社會帶來巨大的經濟損失。

　　加拿大魁北克電網大停電事故

　　1989年3月13日，一次太陽風暴引發(fā)了地球一系列的效應，最終極大地傷害了加拿大魁北克地區(qū)的電網，導致該地區(qū)出現(xiàn)大范圍的斷電事故，受直接影響的居民人數達到600萬人，停電時長達到9個小時，造成了高達數千萬美元的經濟損失。這可以說是一次非常著名的太陽風暴引起的地球災害。

　　魁北克事件中受影響的區(qū)域（B：斷電；D：設備受損；T：跳閘）

　　地球有自己的磁場，地球磁場的北極在地理的南極附近，地球磁場的南極在地理的北極附近。如果把磁場的方向想象成一根根線（稱為“磁力線”），地球上某個地方的磁場，有東西南北的方向，也有向上翹或者向下傾的方向，外形就像下邊的示意圖所展示的。這些“磁力線”有個共同的特征，就是大體上都是從南向北。

　　地磁場示意圖，虛線代表磁力線，N為磁北極 S為磁南極

　　太陽風暴爆發(fā)期間，大量物質噴發(fā)進入宇宙中，也就是“日冕物質拋射”。來自太陽的高速等離子體攜帶著太陽的磁場沖擊地球磁層（地球磁場在宇宙空間中控制的區(qū)域），會使磁層壓縮變形。太陽等離子通常攜帶著南北方向轉動的磁場，當磁場轉為南向時，和地磁場發(fā)生強的相互作用，會將巨大的能量帶入到地球磁層（不過一般是大量進入地球背面），帶電粒子因為磁層的過程注入到被稱為環(huán)電流的地球周圍的電流當中，變化的電流會產生變化的磁場，從而引起全球范圍劇烈的地磁擾動。人們用 Dst 指數衡量地磁場擾動的強烈程度。Dst 指數平時往往是負幾或者幾十，也有正值，都不大；但是在強擾動下會變成-50以下，乃至負幾百。

　　變化的磁場能產生電場、變化的電場又能產生電流。太陽磁暴時，劇烈變化的地磁場會在地球大氣的高空中產生電流，它們再感應出變化磁場，在地面、長距離高壓輸電線、變壓器接地點組成的回路中產生電流，這便是地磁感應電流（GeomagneticallyInduced Current，簡稱 GIC）。在較大太陽磁暴爆發(fā)時，輸電網絡中產生的地磁感應電流可以有幾十到幾百安培。

　　相對于高壓輸電線路中上千安培的電流，幾十到幾百安培的地磁感應電流并不十分強。但是，它的變化頻率一般為0.0001-0.1赫茲，而交流電的頻率一般是50或60赫茲，故而地磁感應電流可以被視為近似的直流。它可以在高壓電網變壓器的鐵芯中產生直流偏置磁通，使變壓器發(fā)生半波飽和，進而使變壓器的勵磁電流增大、諧波電流增加，最終引發(fā)電網的電壓波動、繼電器保護誤動和靜止無功補償器跳閘；同時，變壓器半波飽和時，變壓器的鐵心磁導率減小，本來應該在鐵芯中變化成電能的磁能從鐵芯中漏出，進入變壓器的金屬構件中，造成變壓器器件功能的損耗和溫度的增加，對變壓器安全造成不利影響，例如變壓器繞組導線過熱可能會被燒毀。

　　因此，太陽風暴會引起地球磁場擾動，強的地磁場強擾動會在電網中引起強的地磁感應電流，這些電流能夠傷害變壓器，故而電網也會受到影響，這就是太陽風暴如何影響到我們的電網的過程。

　　這種效應在地磁緯度較高的區(qū)域更加明顯，由于同等緯度的北美地區(qū)比我們中國地球地磁緯度更高，所以太陽風暴更容易影響他們的電網。

　　看到這里，您先別忙著松口氣。

　　實際上，第23太陽周高峰期（《流浪地球》中的太陽風暴爆發(fā)于第25太陽周期）的幾次大磁暴事件（包括我國電網在內），對世界高緯、低緯電網都產生了很大影響；其中2003年10月30日的大磁暴，導致了瑞典馬爾默大停電和南非15臺大型變壓器損壞和我國電網的大量事件，向人類社會再次敲響了警鐘。2009年3月，美國科學家警告說，2012年遭遇的強烈太陽風暴，破壞力遠遠超過“卡特里娜”颶風，包括歐洲、中國等國家都將受到嚴重影響。

　　除廣東電網和江蘇電網外 ,我國浙江、廣西等地電網也都有受侵襲報道。尤其是第 23太陽周高峰期的幾年間 ,對發(fā)生的變壓器振動、噪聲現(xiàn)象有很多記載。

　　雖然我國所處中低緯度，但是隨著我國電力聯(lián)網戰(zhàn)略的提出，特高壓跨大區(qū)聯(lián)網的逐步實施，我國已成為世界上電壓等級最高、交直流混聯(lián)電網規(guī)模最大的國家。電網的拓撲結構和網絡參數對 GIC 水平的影響更加明顯，因此，即使在相同地質條件下發(fā)生全球性的磁暴災害，我國電網的風險和潛在威脅比高緯度國家更值得引起關注。

　　當然，您也大可不必杞人憂天。雖然我國電網磁暴災害研究起步較晚，但隨著我國電網的快速發(fā)展、規(guī)模不斷增大，近幾年發(fā)生的太陽風暴影響電網事件引起了政府、有關學者和國家電網有限公司的高度重視。長久以來，為防患于未然，電力工程設計和工程建設單位，在長距離輸電系統(tǒng)的規(guī)劃、設計和大容量變壓器的選型、招標中，已經開始充分分析、評估電網 GIC 的可能影響和提出設備耐受GIC水平的指標，力爭以較小的代價防治電網 GIC的影響。

　　此外，電力系統(tǒng)和空間天氣學科等交叉學科的基礎研究也在不斷擴展，電網充分利用我國空間天氣監(jiān)測衛(wèi)星的觀測數據，建立空間天氣的預報預測平臺，構建電網磁暴災害的綜合防御體系，在空間高能高速粒子流造成地球電離層擾動之前，調整電力系統(tǒng)的潮流，降低電網的負荷水平，從而減小磁暴對電力系統(tǒng)的影響程度。

　　延伸閱讀

　　2014 年度國家電網有限公司科學技術進步獎揭曉，國網山東省電力公司電力科學研究院完成的“災害磁暴對大電網安全運行的影響及防御技術研究”喜獲二等獎。

　　“災害磁暴對大電網安全運行的影響及防御技術研究”項目首次圍繞中低緯度磁暴對電網安全影響及防御技術開展研究，總體上達到了國際領先水平，對于防御災害磁暴引發(fā)大停電，保障電網安全和社會穩(wěn)定具有巨大的潛在經濟效益；該項目所提出的災害磁暴引發(fā)電網設備群發(fā)性故障概率的在線評估方法、風險評估技術及其一體化防御框架為國際首創(chuàng)，將電力系統(tǒng)應對外部自然災害的防御拓展到空間天氣，填補了國內外這一領域的空白，為防范災害提供科學依據，提高了我國在空間天氣對電網安全影響的分析和防御方面的技術能力和實用化研究水平。項目建立的電力系統(tǒng)防御平臺為其他領域災害磁暴防御提供借鑒，將有效保障供電安全，支撐國家經濟建設和社會穩(wěn)定，支撐我國電網規(guī)劃和建設，服務于國家能源戰(zhàn)略，具有巨大的應用推廣價值。

　　正如電影《流浪地球》的主旨所言——雖然人類面臨的外部環(huán)境無法改變，但是只要尚存希望和信念，就要奮力一搏，勇往直前！

　　這也正是中華民族在當今世界中最為可貴的進取精神！別人看到了希望才努力，我們努力了才會有希望！

　　中國人不會坐以待斃，即使希望渺茫，也會拼盡全力，只要堅持不懈、永不言棄，絕望就會變成希望，黑暗終究會照進陽光 。