上周末刷爆朋友圈的极光是二十年来最严重的太阳风暴导致的“超级地磁暴“。这场美轮美奂的”极光盛宴“同时也带来了严重后果。

地磁风暴发生的原因是太阳日冕物质抛射(CME)，这是一种电磁辐射爆发，会影响GPS、电网和其他通信系统。5月3日到11日短短9天内，太阳爆发出11个最高等级X级耀斑，如此高强度高密度的耀斑爆发是20年来的首次。

根据美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的公告，这是“自2003年以来最极端的磁暴”，并且“已经收到有关电网不稳定、高频通信质量下降、GPS和卫星导航可能出现问题的初步报告”。

有人将本次地磁暴与1859年引发卡灵顿事件的超级地磁暴（那一次极光最南抵达中北美和夏威夷）比较，在那次事件中，欧美大量电报机和电气设备被摧毁。这一次，最让人担心的电网和卫星通信似乎经受住了考验。SpaceX创办人马斯克11日凌晨在社媒平台X发文称，SpaceX的星链卫星面临很大的压力，但还撑得住。星链公司也说，地磁风暴（仅短暂）导致互联网“服务质量下降”。

令人始料未及的是，本次地磁暴已经造成了灾难性的后果，重灾区是现代农业。

地磁暴暴露现代农业脆弱性

据404Media调查，这场二十年不遇的超级地磁暴给北美的关键GPS系统和精准农业作业带来了灾难性打击，导致正处于关键播种期的农业生产活动陷入停滞，许多农民暂停了种植作业。

机械巨头约翰迪尔（John Deere）的经销商发布消息警告农民，一些拖拉机使用的GPS系统精度已经“严重受损”，导致太阳风暴期间种植的农作物（因为种歪了）在收割时将会面临问题。

众所周知，基于卫星通信的自动化系统已经成为现代农业(常被称为“精准农业”)的关键环节。农民使用高度自动化的拖拉机，以完美的直线和均匀的间距种植农作物。精准农业大大提高了农场产量，美国农业部2023年的一份报告指出，超过50%的玉米、棉花、水稻、高粱、大豆和冬小麦都使用“自动导航”技术进行种植和收割。许多现代拖拉机基本上可以自动驾驶，只是需要驾驶室内的农民进行监督。如果种植或收割稍微偏离轨道，拖拉机或收割机就会损坏农作物，或种植的农作物歪歪扭扭、间距不均，从而在生长季节造成问题并最终降低产量。

“现在所有的拖拉机都停在地头，因为太阳风暴导致GPS失灵，”来自内布拉斯加州的农民凯文·肯尼(Kevin Kenney)告诉媒体：”无法使用GPS定位，而我们正处于玉米播种的关键时期。我敢打赌，周一商品市场肯定会飙升。”

农业专家指出，农业领域的GPS中断是一个非常严重的问题，由于大量农机的GPS系统暂时离线，导致连接约翰迪尔“StarFire”接收器的实时动态(RTK)系统出现间歇性连接和精度问题。StarFire接收器大量安装在现代拖拉机和农机设备上，其RTK系统利用GPS信号再加上来自地面固定点的持续更新的“修正”数据流，从而实现厘米级的定位精度，用于农作物种植、耕地、喷洒肥料和除草剂等作业。

据堪萨斯州和内布拉斯加州约翰迪尔经销商LandmarkImplement发布的最新消息，太阳风暴破坏了许多农户的约翰迪尔拖拉机的RTK系统的精度，其他品牌拖拉机的类似系统也受到了影响。

“由于RTK网络的工作方式，基站发送的修正数据受到了地磁风暴的影响，导致田间出现大幅偏差，甚至出现一些大幅度的航向变化，”该经销商在周六上午告知农民们：“在未来几个月内，当你们返回田间进行施肥、喷洒、耕种、收割等作业时，我们预计农行不会位于自动路径线指示的位置。这会影响精度降低期间种植的农田。在这些田块中使用自动路径功能将非常困难，甚至不可用，因为精度损失很可能是不可预测的。”

比地磁暴更可怕的攻击

NOAA预计此次太阳风暴将于本周一结束。地磁暴对农业的打击再次为我们敲响了警钟，现代农业和粮食安全的脆弱性远超我们想象。但最大的威胁并非来自太阳，而是黑客攻击。安全专家警告说：“太阳黑客”告诉我们，依赖卫星和互联网连接的拖拉机是一个特别令人担忧的攻击媒介。

去年，国际海事卫星组织（Inmarsat）卫星服务中断导致澳大利亚和新西兰的拖拉机“趴窝”。

2022年俄乌战争期间，乌克兰黑客远程破坏了俄军缴获的价值数百万美元的乌克兰拖拉机，有观察人士担心，恶意黑客可能会把约翰迪尔或其他农机制造商的设备更新与监控等远程功能转化为攻击载体。一旦获得规模化应用，这类网络攻击很可能会被用于大规模破坏农业关键基础设施。

2022年5月,美国农业机械巨头爱科遭到勒索软件攻击，生产运营中断多日，这导致其拖拉机销售在美国最重要的种植季节停滞不前。

2023年，以色列农田灌溉系统遭黑客攻击，负责约旦河谷农田灌溉的水位控制器，以及加利尔污水公司（Galil Sewage Corporation）的控制系统都遭到了破坏，导致农民田地无法浇水。

这些事件暴露了长期被忽视的现代农业的脆弱性：针对农业机械或其依赖的卫星的网络攻击，不需要“二十年等一回”，随时都有可能发生，对全球粮食供应构成远超地磁暴的重大威胁。

参考链接：

https://landmarkimp.com/news/news/blog/geomagnetic-storm-affecting-gps-signals--may-2024

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