對極光和地磁感應電流的研究表明，星際衝擊與地球磁場的角度對影響電力基礎設施的電流的嚴重程度有著至關重要的影響。直接衝擊往往會誘發更強的電流，從而導致大面積停電。預測這些衝擊有助於降低關鍵基礎設施面臨的風險。

科學家發現，正面撞擊地球磁場的星際衝擊會造成更強的地面電流，威脅到管線和海底電纜。

極光是由太陽粒子撞擊地球磁場造成的，但這些撞擊也會在地面上引起地磁感應電流，從而損壞導電的基礎設施。研究這些電流以保護關鍵基礎設施的科學家們開展了第一項研究，將行星際撞擊與地磁感應電流的即時測量結果進行了比較，結果表明，撞擊的角度是預測可能對基礎設施造成損害的關鍵：以一定角度撞擊磁場的撞擊所產生的電流威力較小。 行星際撞擊對基礎設施的影響

千百年來，極光一直是神話和預言的靈感來源–但直到現在，隨著現代科技對電力的依賴，我們才體會到極光的真正威力。造成極光的力量同樣也會產生電流，從而損壞管道等導電基礎設施。現在，科學家們在《天文學與太空科學前沿》（Frontiers in Astronomy and Space Sciences）上發表文章，證明星際衝擊的撞擊角度是決定電流強度的關鍵，從而為預測危險的衝擊和保護關鍵基礎設施提供了機會。

文章的第一作者、美國宇航局戈達德太空飛行中心的丹尼-奧利維拉博士解釋說：”極光和地磁誘導流是由類似的太空天氣驅動因素引起的。極光是一種視覺警告，表示太空中的電流會在地面上產生這些地磁感應電流。

他補充說：”在嚴重的地磁暴期間，極光區域會大大擴展。通常情況下，極光區最南端的邊界在緯度70 度左右，但在極端事件中，極光區可能會下降到40 度甚至更低，這在2024 年5 月的風暴中肯定會發生–這是過去二十年中最嚴重的風暴。

極光由兩個過程引起：一是從太陽噴射出的粒子到達地球磁場並引起地磁暴，二是星際衝擊壓縮地球磁場。這些衝擊也會產生地磁感應電流，從而損壞導電的基礎設施。更強烈的星際衝擊意味著更強大的電流和極光–但頻繁發生的、不太強烈的衝擊也會造成損害。

奧利維拉說：”可以說，對電力基礎設施最嚴重的有害影響發生在1989 年3 月的一次嚴重地磁暴之後–加拿大的魁北克水電公司係統關閉了近9 個小時，導致數百萬人斷電。

正面而不是以一定角度撞擊地球的衝擊被認為會誘發更強的地磁感應電流，因為它們會更多地壓縮磁場。科學家研究了不同角度和時間的衝擊對地磁感應電流的影響。

為此，他們建立了一個星際衝擊資料庫，並將其與芬蘭Mäntsälä 天然氣管道的地磁感應電流讀數進行交叉比較。為了計算這些衝擊的特性，如角度和速度，他們使用了行星際磁場和太陽風數據。衝擊分為三組：高度傾斜衝擊、中度傾斜衝擊和近正面衝擊。

他們發現，更正面的衝擊會在衝擊後立即和隨後的亞暴期間造成更高的地磁感應電流峰值。特別強烈的高峰出現在磁場午夜前後，此時北極位於太陽和門特斯拉之間。此時發生的局部亞暴也會導致極光變亮。

當地時間黃昏左右，當Mäntsälä發生擾動衝擊後不久，就會出現中等強度的氣流，而當地時間午夜左右，則會出現更強烈的氣流。由於可以在撞擊前兩小時預測這些衝擊的角度，這些資訊可以讓人們在最強烈和最正面的衝擊來臨之前為電網和其他脆弱的基礎設施設置保護措施。

奧利維拉建議：「電力基礎設施營運商為保護設備可以做的一件事是，在發出衝擊警報時管理一些特定的電路。這將防止地磁感應電流縮短設備的使用壽命」。

不過，科學家並沒有發現電擊角度與電擊並誘發電流所需的時間之間有強烈的相關性。這可能是因為需要對不同緯度的電流進行更多記錄，以研究這方面的問題。

奧利維拉提醒說：”海流資料只在一個特定地點收集，即Mäntsälä天然氣管道系統。雖然曼採萊處於關鍵位置，但它並不能提供全球情況。此外，在調查期間，Mäntsälä的資料缺失了幾天，這迫使我們不得不放棄衝擊資料庫中的許多事件。

編譯自/ scitechdaily