文章来源于：悦智网
作者：Natasha Bajema
去年7月，中国研究人员敦促政府提高应对高空电磁脉冲（EMP）攻击的防御能力。而就在一年前，美国研究人员发布了一份报告，警告称中国拥有对美国进行电磁脉冲攻击的能力。军事和防止核扩散专家担心，拥有核武器的国家首先使用核武器进行电磁脉冲攻击的危险在不断增加，虽然这种攻击能避免人员伤亡，但是会毁坏电网，以及从智能手表到超级计算机的电子设备。人们认识到核武器高空爆炸所产生的电磁脉冲的强大潜能已有一段时间。1962年，美国进行了一项1.45兆吨热核武器大气层试验，代号为“海星一号”，试验地点在太平洋约翰斯顿岛上空400千米。这次爆炸破坏了1600多公里外夏威夷部分地区的电力供应，并导致电话服务中断了一段时间。此外，试验带来的辐射损坏了多个近地轨道卫星，导致其退役。几十年后，美国电磁脉冲攻击威胁评估委员会在2008年明确，美国对各种电子产品的依赖不断加深且完全依靠电网，将面临电磁脉冲攻击带来的灾难性后果。不过，到目前为止，政府和相关行业对电磁脉冲攻击及其对电网的影响的风险评估都以非常简单的固态地球模型为基础，假定深度或构成上的变量为零。事实证明，太空电磁脉冲对电网造成的实际影响主要取决于我们脚下岩石的三维分布。美国地质调查局（USGS）和科罗拉多大学联合进行的一项开创性研究表明了固态地球在确定所有电磁脉冲危险程度方面的作用。在一次采访中，该新报告的第一作者、美国地质调查局地球物理学家杰弗里•J. 拉夫（Jeffrey J. Love）解释说，电磁脉冲会产生3种连续波形（E1、E2和E3），它们会对电气系统产生不同的影响。高频E1脉冲会破坏消费电子产品，将引起最多的关注；E2多少有点像闪电，幸运的是，我们的电气系统有经验应对其影响；E3波形是电磁脉冲信号振幅最低的部分，但由于它的持续时间最长，覆盖时间从约0.1秒到几百秒，因此它可能会其与固态地球相互作用，对电网造成灾难性影响。
拉夫说，共同对电网造成地电危害的3个因素是电磁脉冲磁扰水平、周围土地的导电性和电网本身的特定参数。该团队的最新研究使用了美国东中部大陆一小块区域的现有调查数据，这些数据最初是收集用于地质勘探的，该区域覆盖了部分阿肯色州、伊利诺斯州、肯塔基州、密西西比州、密苏里州和田纳西州。然后，美国地质调查局的研究人员获得了业主的许可，将传感器放置在地上，连续数周测量当地磁场自然变化。此外，他们还使用电压表测量同一地点的时变电场。结合这两项测量数据估算出地面阻抗这一基于岩石导电性的电磁特性。
拉夫及其共同作者利用这些调查数据，评估了数十万吨（文献对电磁脉冲事件的基准描述）核武器高空爆炸产生E3电磁脉冲波形的影响。此外，他们还在美国地质调查局研究中探讨了跨越美国大陆的自然磁暴干扰，包括有电阻性变质岩和火成岩的地区（例如明尼苏达州北部和阿巴拉契亚山脉东部地区），以及有导电性沉积岩的地区（例如伊利诺斯州和密歇根州）。总之，他们发现，复杂的地质结构并没有准确地映射电磁脉冲危险。他们呼吁美国地质调查局分析跨越美国中东部大陆地区的地面阻抗。此外，他们补充说，美国地质调查局应当特别关注美国东部，已知该地区磁暴风险较高，而且美国的多个特大城市都位于东部。拉夫说：“更好的跨科学学科协作是必需的。将武器工程师、太空科学家和地球物理学家聚集在一起，我们将获得评估电磁脉冲威胁的整体方法，并用该方法优先进行完善。” 作者：Natasha Bajema
编辑：紫苏妹妹
新闻来源：中科院半导体所，文中所述为作者独立观点，不代表icspec立场。更多精彩资讯请下载icspec App。如对本稿件有异议，请联系微信客服specltkj。
