地球を近々襲う可能性大▩☁☁、最大規模の太陽フレアによる甚大な被害

近期襲擊地球的可能性大│◕↟▩，最大規模的太陽耀斑及其可能造成的巨大損失


2022年2月3日▩☁☁、宇宙開発企業のスペースX社が49基のスターリンク衛星を打ち上げた│☁☁✘。
そのうち40基が▩☁☁、打ち上げ時に太陽の表面で起きる大爆発▩☁☁、すなわち「太陽フレア」が地球上に引き起こした「磁気嵐」の影響を受けて大気圏に再突入・損失する事態が発生した│☁☁✘。
地球は大きな磁石のような性質がある│☁☁✘。
宇宙空間で地球の磁場が及ぶ範囲のことを地球磁気圏といい▩☁☁、太陽や宇宙空間からやって來るプラズマを防ぐバリアの役割をしている│☁☁✘。
しかし▩☁☁、強い磁気を帯びた「太陽風」に地球の磁気バリアが何時間もさらされると「磁気嵐」が発生する│☁☁✘。
太陽風や磁気嵐は▩☁☁、人工衛星のコンピューターに影響を與え▩☁☁、通訊障害などの原因になる│☁☁✘。また▩☁☁、地上でも送電施設に影響を與える│☁☁✘。
過去には大停電を起こすなど▩☁☁、太陽フレアが地球に様々な影響を及ぼしている│☁☁✘。

2022年2月3日│◕↟▩，航天開發企業SpaceX公司發射了49顆星際鏈路衛星│☁☁✘。
其中有40座受到發射時太陽表面發生的大爆炸│◕↟▩，即“太陽耀斑”在地球上引起的“磁暴”的影響│◕↟▩，再次進入大氣層並損失│☁☁✘。
地球有著大磁鐵般的性質│☁☁✘。
宇宙空間中地球磁場所涉及的範圍叫做地球磁場│◕↟▩，起到了防止來自太陽和宇宙空間的等離子體的屏障的作用│☁☁✘。
但是│◕↟▩，如果地球的磁屏障暴露在帶有強磁性的“太陽風”中幾個小時│◕↟▩，就會發生“磁暴”│☁☁✘。
太陽風和磁暴會影響人造衛星的計算機│◕↟▩，造成通訊故障等│☁☁✘。另外│◕↟▩，也會影響地面輸電設施│☁☁✘。
過去發生過大停電等│◕↟▩，就是太陽耀斑對地球產生了各種各樣的影響│☁☁✘。

2012年5月17日▩☁☁、京都大學の研究グループは▩☁☁、人工衛星を使って銀河系の中にある太陽と溫度や大きさがほぼ同じ8萬個の星について▩☁☁、光の強さを3か月観測した│☁☁✘。
その結果▩☁☁、太陽フレアと呼ばれる太陽表面の爆発現象よりも100倍から1000倍▩☁☁、規模の大きな「スーパーフレア」という爆発現象が114個の星で合わせて365回観測されたことをメディアに公表した│☁☁✘。
研究グループは▩☁☁、もし太陽でスーパーフレアが起きれば▩☁☁、強いエネルギーの様々な粒子が地球に降り注ぎ▩☁☁、世界各地で停電や通訊障害が起きるおそれがあるほか▩☁☁、飛行機に乗っていると深刻な放射線被曝の危険もあるとしている│☁☁✘。
京都大學付屬天文臺臺長の柴田一成教授は「これまではスーパーフレアは起きないと考えられてきたが▩☁☁、今回の観測で起こる可能性があることが分かった│☁☁✘。さらに詳しい研究が必要だ」と述べた│☁☁✘。
本研究成果は▩☁☁、科學誌「Nature」に発表された│☁☁✘。
さて▩☁☁、近年▩☁☁、古い樹木の年輪や古文書などの研究から▩☁☁、近代以前の時代に桁外れの規模の「スーパーフレア」によるとみられる超巨大な太陽嵐が何度も地球に襲來していたことが分かってきた│☁☁✘。

2012年5月17日│◕↟▩，京都大學的研究小組利用人造衛星對銀河系中的太陽和溫度▩☁☁、大小大致相同的8萬顆星星進行了3個月的光強度觀測│☁☁✘。
其結果是│◕↟▩，比被稱為太陽耀斑的太陽表面爆炸現象高出100倍到1000倍│◕↟▩，規模較大的“超級耀斑”爆炸現象在114顆星上共觀測到365次│☁☁✘。
研究小組認為│◕↟▩，如果太陽產生超級光斑│◕↟▩，強能量的各種粒子將降落在地球上│◕↟▩，世界各地可能會發生停電和通訊障礙│◕↟▩，此外│◕↟▩，乘坐飛機也有嚴重的放射線輻射危險│☁☁✘。
京都大學附屬天文臺臺長柴田一成教授說╃·：“一直以來都認為不會發生超級耀斑│◕↟▩，但這次觀測發現有可能發生│☁☁✘。需要進行更詳細的研究│☁☁✘。”│☁☁✘。
本研究成果發表在科學雜誌《自然》上│☁☁✘。
那麼│◕↟▩，近年來│◕↟▩，從舊樹木的年輪和古文獻等的研究中│◕↟▩，我們也發現了近代以前的時代│◕↟▩，就出現過幾次規模驚人的太陽風暴“超級耀斑”襲擊地球│☁☁✘。

そうした太陽嵐によってデジタル社會を支えるインターネットが寸斷されたり▩☁☁、人工衛星にトラブルが生じる恐れがあることから▩☁☁、太陽フレアの発生を正確に予測する試みなどが進んでいる│☁☁✘。
総務省は▩☁☁、宇宙天気予報（宇宙天気を観測・把握し▩☁☁、それに伴う影響を予測して▩☁☁、地球上の天気予報と同じように予報する）に関して観測・分析能力や対処の在り方などを検討するため▩☁☁、2022年1月から「宇宙天気予報の高度化の在り方に関する検討會」を開催している│☁☁✘。
そして6月21日に報告書を公表した│☁☁✘。
報告書では▩☁☁、「極端な宇宙天気現象がもたらす最悪のシナリオ」を策定し▩☁☁、「通訊・放送・レーダー」・「衛星測位」・「衛星運用」・「航空運用」・「電力分野」に甚大な被害が生じると警鐘を鳴らしている│☁☁✘。
本稿は▩☁☁、地球に甚大な被害をもたらす太陽フレアの脅威とその対策について取りまとめたものである│☁☁✘。
初めに▩☁☁、太陽フレアの脅威について述べ▩☁☁、次に太陽フレア対策について述べ▩☁☁、最後に宇宙天気現象がもたらす災害への対処の在り方について提言をのべる│☁☁✘。

由於這種太陽風暴│◕↟▩，有可能出現數字社會的根基╃·：網際網路被切斷│◕↟▩，人造衛星產生混亂等危險│◕↟▩，人們在致力於正確預測太陽耀斑的發生│☁☁✘。
總務省為了研究關於宇宙天氣預報（觀測·把握宇宙天氣│◕↟▩，預測伴隨的影響│◕↟▩，與地球上的天氣預報同樣進行預報）│◕↟▩，並分析其影響和應該如何應對│◕↟▩，從2022年1月開始召開「關於宇宙天氣預報的高度化應有狀態的討論會」│☁☁✘。
並於6月21日公佈了報告書│☁☁✘。
報告書制定了“極端的宇宙天氣現象帶來的最壞的劇本”│◕↟▩，敲響了“通訊▩☁☁、廣播▩☁☁、雷達”▩☁☁、“衛星定位”▩☁☁、“衛星運用”▩☁☁、“航空運用”▩☁☁、“電力領域”產生巨大損失的警鐘│☁☁✘。
本文總結了對地球造成巨大損失的太陽耀斑的威脅及其對策│☁☁✘。
首先敘述一下太陽耀斑的威脅│◕↟▩，其次敘述太陽耀斑對策│◕↟▩，最後就應對宇宙天氣現象帶來的災害的應有狀態提出建議│☁☁✘。

太陽フレアの脅威
（1）太陽の活動週期
太陽から放出されるエネルギーは常に一定というわけではない│☁☁✘。およそ11年週期で黒點數が増減するなど▩☁☁、太陽活動は変化し続けている│☁☁✘。
黒點の多いときが太陽の活動が活発なときで極大期とよばれ▩☁☁、逆に黒點の數が少ないときは不活発なときで極小期と呼ばれる│☁☁✘。
地球の気候の変動と黒點數との間には▩☁☁、関係があることが経験的に分かっているが▩☁☁、そのメカニズムについてはいまだ解明されていない│☁☁✘。
太陽活動の週期には1755年以來▩☁☁、極小期から次の極小期までを1週期として番號が付けられてきており▩☁☁、2008年12月から第24週期が始まった│☁☁✘。
第24週期の太陽活動は2014年に極大期を迎え▩☁☁、その後はおとなしくなってきた│☁☁✘。
2020年9月15日▩☁☁、國際的な専門家グループからなる「太陽活動第25週期予測パネル（SolarCycle25PredictionPanel）」が▩☁☁、太陽活動は2019年12月に極小となり太陽活動の第25週期が始まったと発表した│☁☁✘。
第25週期の極大期は2025年7月頃になると予測されている│☁☁✘。

太陽耀斑的威脅
（1）太陽活動週期
太陽釋放的能量並不總是恆定的│☁☁✘。大約以11年為週期│◕↟▩，類似黑子數的變化等太陽活動將會持續進行│☁☁✘。
黑點多的時候太陽活動活躍的時候被稱為極大期│◕↟▩，相反黑點數少的時候不活躍的時候被稱為極小期│☁☁✘。
雖然從經驗上知道地球氣候的變動和黑點數之間有關係│◕↟▩，但其機制至今還沒有闡明│☁☁✘。
太陽活動的週期從1755年以來│◕↟▩，人們把一個極小期到下一個極小期作為一個週期│◕↟▩，到2008年12月開始是第24個週期│☁☁✘。
第24週期的太陽活動在2014年迎來了極大期│◕↟▩，之後就變得老實了│☁☁✘。
2020年9月15日│◕↟▩，由國際專家組組成的“太陽活動第25週期預測面板（SolarCycle25PredictionPanel）”宣佈│◕↟▩，太陽活動在2019年12月進入極小區│◕↟▩，意味著太陽活動的第25週期開始了│☁☁✘。
據預測│◕↟▩，第25個週期的極大期將在2025年7月左右│☁☁✘。

（2）太陽フレア
太陽フレアとは太陽表面で起こる爆発現象である│☁☁✘。
既述したが▩☁☁、太陽には活動の週期がある│☁☁✘。その活動が活発になると▩☁☁、太陽表面で巨大な爆発現象が起きるようになる│☁☁✘。
フレアの爆発によってコロナに漂う荷電粒子（プラズマ）は宇宙空間へ放出され▩☁☁、これが太陽風となって地球に到達する│☁☁✘。
そして▩☁☁、このプラズマ粒子がオーロラを発生させる要因の一つとなる│☁☁✘。
太陽フレアは可視光線だけでなく▩☁☁、ガンマ線や紫外線▩☁☁、X線などの電磁波（放射線）も同時に放出する│☁☁✘。
また▩☁☁、強大な太陽フレアは極めて高エネルギーの粒子（數萬～數10億電子ボルトの電子や陽子・重イオンなど）を放出する│☁☁✘。
さて▩☁☁、太陽フレアの影響は3段階に分かれて地球に到達する│☁☁✘。

（2）太陽耀斑
太陽耀斑是發生在太陽表面的爆炸現象│☁☁✘。
如上所述│◕↟▩，太陽有活動週期│☁☁✘。當它的活動變得活躍時│◕↟▩，太陽表面就會發生巨大的爆炸現象│☁☁✘。
由於耀斑的爆炸│◕↟▩，漂浮在日冕上的帶電粒子（等離子體）被釋放到宇宙空間│◕↟▩，成為太陽風到達地球│☁☁✘。
而且│◕↟▩，該等離子體粒子也是產生極光的主要原因之一│☁☁✘。
太陽耀斑不僅可以發射可見光│◕↟▩，還可以同時發射伽馬射線▩☁☁、紫外線▩☁☁、X射線等電磁波（放射線）│☁☁✘。
同時│◕↟▩，強大的太陽耀斑放出非常高能源的粒子（數萬～數10億電子伏特的電子和質子·重離子等）│☁☁✘。
那麼│◕↟▩，太陽耀斑的影響分為3個階段到達地球│☁☁✘。

まず第1波は約8分後▩☁☁、光の速さでX線など強い電磁波が地球に到達する│☁☁✘。これによって無線通訊や放送に障害が起き▩☁☁、カーナビや地図アプリでもおなじみのGPSなど測位衛星の精度が落ちるといった影響が出始める│☁☁✘。
続く第2波は約30分～數時間後▩☁☁、高エネルギーの粒子が地球周辺に到達し▩☁☁、人工衛星が故障するなどのリスクが生じる│☁☁✘。
また▩☁☁、宇宙ステーションや國際線の航空機に乗っている人たちは▩☁☁、通常より多い放射線を浴びることがある│☁☁✘。
さらに第3波は2～3日後▩☁☁、電気を帯びたガス（プラズマ）が太陽風として地球に到達する│☁☁✘。
その結果▩☁☁、磁気嵐などを引き起こし▩☁☁、人工衛星の軌道が影響を受けるほか▩☁☁、地域によっては停電が起きるおそれもある│☁☁✘。

首先│◕↟▩，第1波約8分鐘後│◕↟▩，以光速X射線等強電磁波到達地球│☁☁✘。由此導致無線通訊和廣播發生障礙│◕↟▩，汽車導航和地圖應用程式中也開始產生問題│◕↟▩，GPS等定位衛星的精度也會下降│☁☁✘。
接著的第2波約30分鐘～數小時後│◕↟▩，高能量的粒子到達地球周邊│◕↟▩，產生人造衛星故障等的風險│☁☁✘。
另外│◕↟▩，乘坐空間站和國際航線飛機的人們有時會受到比平時更多的輻射│☁☁✘。
並且│◕↟▩，第3波在2～3天后│◕↟▩，帶電的氣體（等離子）會作為太陽風到達地球│☁☁✘。
其結果│◕↟▩，除了引起磁暴等│◕↟▩，人造衛星的軌道受到影響以外│◕↟▩，根據地域的不同也有發生停電的危險│☁☁✘。

（3）過去の被害事例
次に▩☁☁、過去に太陽フレアなどが地球に引き起こした被害事例について述べる│☁☁✘。
(1)1859年:キャリントン・イベント
これまで記録された中で最大の磁気嵐は1859年9月に発生したもので▩☁☁、太陽フレアを目撃▩☁☁、報告した天文學者の名前から「キャリントン・イベント」と呼ばれている│☁☁✘。
1859年9月1日から2日にかけて記録上最大の磁気嵐が発生した│☁☁✘。
ハワイやカリブ海沿岸等世界中でオーロラが観測された│☁☁✘。この時には▩☁☁、青森県弘前市や和歌山県新宮市でもオーロラが見られたという記録が文獻に殘っている│☁☁✘。
ヨーロッパおよび北アメリカ全土の電報システムは停止した│☁☁✘。
電信用の鉄塔からは火花を発し▩☁☁、當時まだ普及途中だった電信機器は迴路がショートし火災が発生したといわれる│☁☁✘。

（3）過去的受害事例
接下來我敘述下過去太陽耀斑等對地球引起的受害事例│☁☁✘。
1▩☁☁、卡靈頓事件
迄今為止記錄的最大磁暴發生在1859年9月│◕↟▩，因目擊並報告太陽耀斑的天文學家的名字而被稱為“卡靈頓事件”│☁☁✘。
1859年9月1日至2日發生了有記錄以來最大的磁暴│☁☁✘。
在夏威夷和加勒比海沿岸等全世界都觀測到了極光│☁☁✘。當時│◕↟▩，在青森縣弘前市和和歌山縣新宮市也有發現極光的記錄│☁☁✘。
歐洲及北美洲全境的電報系統停止執行│☁☁✘。
電信用的鐵塔上還發出火花│◕↟▩，據說當時還在普及中的電信裝置由於電路短路而發生了火災│☁☁✘。

(2)1989年:カナダのハイドロケベック電力公社の大規模停電
1989年3月▩☁☁、Xクラス（注1）の大規模な太陽フレアが発生したことによって地球は深刻な磁気嵐に見舞われ▩☁☁、世界各地の社會インフラに甚大な被害を及ぼした│☁☁✘。
カナダのケベック州一帯では▩☁☁、ハイドロケベック電力公社の電力網のすべてが破壊され▩☁☁、大規模な停電が発生した│☁☁✘。
停電は9時間も続き▩☁☁、約600萬人の生活に深刻な影響を及ぼした│☁☁✘。
また▩☁☁、米國の気象衛星「ゴーズ（GOES）」の通訊が止まるなど▩☁☁、各國の様々な社會インフラストラクチャーが影響を受けた│☁☁✘。
（注1）フレアの規模は▩☁☁、放出されるはX線の強度により5つのクラスに分類される│☁☁✘。
クラスは強い順からX▩☁☁、M▩☁☁、C▩☁☁、B▩☁☁、Aとなり▩☁☁、各クラスはそれぞれ10倍ずつの差がある│☁☁✘。

2▩☁☁、1989年╃·：加拿大魁北克電力公司大規模停電
1989年3月│◕↟▩，由於X級（注1）大規模太陽耀斑的發生│◕↟▩，地球遭受了嚴重的磁暴│◕↟▩，給世界各地的社會基礎設施帶來了巨大的損失│☁☁✘。
在加拿大魁北克省一帶│◕↟▩，海德羅魁北克電力公司的所有電網都遭到破壞│◕↟▩，併發生了大規模停電│☁☁✘。
停電持續了9個小時│◕↟▩，嚴重影響了約600萬人的生活│☁☁✘。
另外│◕↟▩，美國氣象衛星GOES的通訊中斷等│◕↟▩，各國的各種社會基礎設施受到了影響│☁☁✘。
（注1）根據發射的X射線的強度│◕↟▩，將光斑的規模分為5類│☁☁✘。
班級由強到弱依次為X▩☁☁、M▩☁☁、C▩☁☁、B▩☁☁、A│◕↟▩，每級各相差10倍│☁☁✘。

(3)2003年:數十を超える人工衛星の機能停止
2003年10月に史上最大規模の太陽フレアが発生した│☁☁✘。
一瞬にして日本の観測衛星を含む數十を超える人工衛星が▩☁☁、太陽の発する放射線によって機能停止あるいは機能喪失に遭った│☁☁✘。
その後の復舊措置で▩☁☁、多くの衛星は正常に戻ったが▩☁☁、いくつかの衛星の計測裝置や実験機器は破損した│☁☁✘。
また▩☁☁、この太陽フレアによってスウェーデンでは1時間の停電が発生し▩☁☁、約5萬人が影響を受けた│☁☁✘。

3▩☁☁、2003年╃·：數十顆人造衛星停用
2003年10月發生了史上最大規模的太陽耀斑│☁☁✘。
一瞬間│◕↟▩，包括日本觀測衛星在內的數十顆人造衛星因太陽發出的輻射而功能停止或功能喪失│☁☁✘。
在隨後的恢復措施中│◕↟▩，許多衛星恢復了正常│◕↟▩，但一些衛星的測量裝置和實驗儀器已經損壞│☁☁✘。
另外│◕↟▩，由於這個太陽耀斑│◕↟▩，瑞典發生了1小時的停電│◕↟▩，約5萬人受到了影響│☁☁✘。

(4)2012年:過去最大規模の太陽フレアの地球ニアミス
2012年7月23日に発生した太陽フレアから放出された地球のそばをかすめた太陽嵐（プラズマ）は▩☁☁、1859年のキャリントン・イベントに匹敵するほどの威力を持っていた│☁☁✘。
幸い軌道からは免れたものの▩☁☁、もし直撃していれば▩☁☁、現代文明は破壊され▩☁☁、18世紀に後退させるほどの威力があるものだったと▩☁☁、NASAが発表した│☁☁✘。

4▩☁☁、2012年╃·：有史以來最大規模的太陽耀斑差點直擊地球
從2012年7月23日發生的太陽耀斑放出的太陽風暴（等離子）│◕↟▩，略過地球│◕↟▩，其具有可以與1859年的卡靈頓事件相匹敵的威力│☁☁✘。
NASA宣佈│◕↟▩，地球倖免於難│◕↟▩，該風暴脫離了軌道│◕↟▩，如果被直接攻擊到地球│◕↟▩，現代文明就會被破壞│◕↟▩，並有使其後退到18世紀的威力│☁☁✘。

(5)2022年:スターリンク衛星40基が大気圏に再突入
衛星コンステレーションによりグローバルなインターネット接続サービスを提供している米國スペースX社は▩☁☁、2022年2月3日▩☁☁、ケネディ宇宙センター（フロリダ州）から49機のスターリンク衛星を地球低軌道に打ち上げた│☁☁✘。
ところが▩☁☁、地磁気嵐によって密度が増した大気による抵抗を受けたため▩☁☁、そのうちの40機が大気圏に再突入し喪失したと発表した│☁☁✘。
この磁気嵐の影響を受けたのはスターリンク衛星だけではない│☁☁✘。
2021年12月以降▩☁☁、歐州宇宙機関（ESA）が2013年に打ち上げた地磁気観測衛星スウォーム（SWARM）3基のうち2基が異常なスピードで▩☁☁、地球に向かって降下し始めた│☁☁✘。
2021年12月以降の急降下により▩☁☁、高度430キロ地點を週迴する2基は非常に不安定な狀態となったため▩☁☁、オペレーターは5月にリブーストを実施して高度を上昇させた│☁☁✘。

5▩☁☁、2022年╃·：40顆星鏈衛星重新進入大氣層
透過衛星提供全球網際網路接入服務的美國SpaceX公司於2022年2月3日從肯尼迪航天中心（佛羅里達州）向地球低軌道發射了49顆星鏈衛星│☁☁✘。
但是│◕↟▩，由於受到了由於地磁風暴而密度增加的大氣的抵抗│◕↟▩，其中的40顆星鏈再次進入大氣層並喪失了│☁☁✘。
受到這場磁暴影響的不僅僅是星鏈衛星│☁☁✘。
2021年12月以後│◕↟▩，歐洲宇宙組織（ESA）於2013年發射的3顆地磁觀測衛星SWARM中的2顆開始以異常的速度向地球降落│☁☁✘。
在之後迅速俯衝│◕↟▩，環繞在高度430公里的軌道上│◕↟▩，這兩顆衛星處於非常不穩定的狀態│◕↟▩，因此操作員在5月實施了重啟│◕↟▩，使高度上升│☁☁✘。

（5）想定される最悪のシナリオ
2022年6月21日▩☁☁、総務省は▩☁☁、「宇宙天気予報の高度化の在り方に関する検討會」が作成した報告書を公表した│☁☁✘。
同報告書では▩☁☁、「極端な宇宙天気現象（エクストリーム・イベント）がもたらす最悪のシナリオ」を策定し▩☁☁、最悪の場合▩☁☁、以下の事象が生じると警鐘を鳴らしている│☁☁✘。
さて▩☁☁、以下の想定される最悪シナリオは▩☁☁、100年に1回程度の頻度で発生する「極端な宇宙天気現象」の発生時に我が國において発生し得る最悪の被害の様相を「通訊・放送・レーダー」「衛星測位」「衛星運用」「航空運用」「電力分野」のそれぞれの社會インフラの分野に分けて▩☁☁、被害の発生直後から2週間後までの被害の様相をとりまとめたものである│☁☁✘。

（5）設想的最壞情況
2022年6月21日│◕↟▩，總務省公佈了《關於宇宙天氣預報高度化應有狀態的研討會》製作的報告書│☁☁✘。
該報告書制定了“極端的宇宙天氣現象（極限事件）帶來的最壞的劇本”│◕↟▩，在最壞的情況下│◕↟▩，如果發生以下的現象就會敲響警鐘│☁☁✘。
那麼│◕↟▩，以下設想的最壞情況是╃·：100年1次左右頻率發生的“極端宇宙天氣現象”發生時│◕↟▩，在我國可能發生的最壞災害情況分為“通訊▩☁☁、廣播▩☁☁、雷達”▩☁☁、“衛星定位”▩☁☁、“衛星運用”▩☁☁、“航空運用”▩☁☁、“電力領域”等社會基礎設施領域│◕↟▩，並總結了受災發生到2周後的受災情況│☁☁✘。