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太阳风暴对通信系统影响多大

2001-05-07 来源:光明日报 林志锋 我有话说

4月7日早晨3时21分(北京时间)左右,太阳发生了一次强烈的X射线爆发,对我国的对外通信产生了较大影响。

4月10日,受“太阳风暴”影响,13时30分左右起,满洲里、青岛、兰州、重庆、广州至河南新乡的5条短波通信电路所有频率的通信全部中断。

4月15日21:50,太阳出现X射线爆发,干扰了跨极区的通信业务。

太阳风暴为什么屡屡“侵害”通信系统,它对通信系统有多大的影响呢?

据中国电波传播研究所高级工程师索玉成介绍,在地球的周围,有一个将地球裹得严严实实的电离层。我们按照电离层距离地球的远近,将电离层分为D、E、F层和顶部电离层,其中D层电离层距地球最近。每个电离层中都活跃着无数的不带电的中性粒子。在这几个电离层中,F层就像一块玻璃镜子,可以将来自地球的电波反射回去。正是由于F层电离层的“特异功能”,人类的无线通讯事业才得以发展。而太阳风暴对通讯系统的影响,也正是主要通过干扰F层电离层来起作用。

太阳风暴对短波通信的影响分为x射线影响、高能质子影响和带电粒子流影响。以x射线影响为例,太阳风暴产生的x射线在8分钟内就会到达地球表面,并对距离地球最近的D层电离层产生巨大影响,大大增加该层电子的密度。短波电子通过D层电离层时,就会与电离层发生剧烈碰撞,从而消耗掉大量的能量,导致许多电子无法到达F层。

太阳风暴对卫星通讯系统的影响也是一个不可忽视的方面。太阳风暴产生的高能带电粒子到达电离层后,无数的卫星通讯设备就好像泡在高能带电粒子的“海洋”中,降低卫星天线的辐射效率,导致信号减弱。此外,由太阳风暴产生具有极强的穿透力的高能带电粒子会穿入卫星内部,出现单粒子效应,使卫星器件发生单粒子翻转,从而引起程序混乱,增加信号的噪声,甚至产生虚假指令。在这种情况下许多靠卫星传播的通信业务可能因此停顿。

虽然太阳风暴是一个无法改变的自然现象,但我们却可以采用各种方式将它所带来的破坏降到最低限度。我们可以通过升高或降低电波频率的方法来躲开电离层的“搔扰”,也可以提高太阳风暴预报的准确性,避开太阳风暴的高峰期。另外,还可以通过转口通信的方式,绕开受到电离层严重干扰的区域。

 

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