上周末刷爆朋友圈的極光是二十年來最嚴(yán)重的太陽風(fēng)暴導(dǎo)致的“超級(jí)地磁暴“。這場(chǎng)美輪美奐的”極光盛宴“同時(shí)也帶來了嚴(yán)重后果。

地磁風(fēng)暴發(fā)生的原因是太陽日冕物質(zhì)拋射(CME)，這是一種電磁輻射爆發(fā)，會(huì)影響GPS、電網(wǎng)和其他通信系統(tǒng)。5月3日到11日短短9天內(nèi)，太陽爆發(fā)出11個(gè)最高等級(jí)X級(jí)耀斑，如此高強(qiáng)度高密度的耀斑爆發(fā)是20年來的首次。

根據(jù)美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的公告，這是“自2003年以來最極端的磁暴”，并且“已經(jīng)收到有關(guān)電網(wǎng)不穩(wěn)定、高頻通信質(zhì)量下降、GPS和衛(wèi)星導(dǎo)航可能出現(xiàn)問題的初步報(bào)告”。

有人將本次地磁暴與1859年引發(fā)卡靈頓事件的超級(jí)地磁暴(那一次極光最南抵達(dá)中北美和夏威夷)比較，在那次事件中，歐美大量電報(bào)機(jī)和電氣設(shè)備被摧毀。這一次，最讓人擔(dān)心的電網(wǎng)和衛(wèi)星通信似乎經(jīng)受住了考驗(yàn)。SpaceX創(chuàng)辦人馬斯克11日凌晨在社媒平臺(tái)X發(fā)文稱，SpaceX的星鏈衛(wèi)星面臨很大的壓力，但還撐得住。星鏈公司也說，地磁風(fēng)暴(僅短暫)導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)“服務(wù)質(zhì)量下降”。

令人始料未及的是，本次地磁暴已經(jīng)造成了災(zāi)難性的后果，重災(zāi)區(qū)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。

地磁暴暴露現(xiàn)代農(nóng)業(yè)脆弱性

據(jù)404Media調(diào)查，這場(chǎng)二十年不遇的超級(jí)地磁暴給北美的關(guān)鍵GPS系統(tǒng)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)作業(yè)帶來了災(zāi)難性打擊，導(dǎo)致正處于關(guān)鍵播種期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)陷入停滯，許多農(nóng)民暫停了種植作業(yè)。

機(jī)械巨頭約翰迪爾(John Deere)的經(jīng)銷商發(fā)布消息警告農(nóng)民，一些拖拉機(jī)使用的GPS系統(tǒng)精度已經(jīng)“嚴(yán)重受損”，導(dǎo)致太陽風(fēng)暴期間種植的農(nóng)作物(因?yàn)榉N歪了)在收割時(shí)將會(huì)面臨問題。

眾所周知，基于衛(wèi)星通信的自動(dòng)化系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(常被稱為“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。農(nóng)民使用高度自動(dòng)化的拖拉機(jī)，以完美的直線和均勻的間距種植農(nóng)作物。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)大大提高了農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)量，美國農(nóng)業(yè)部2023年的一份報(bào)告指出，超過50%的玉米、棉花、水稻、高粱、大豆和冬小麥都使用“自動(dòng)導(dǎo)航”技術(shù)進(jìn)行種植和收割。許多現(xiàn)代拖拉機(jī)基本上可以自動(dòng)駕駛，只是需要駕駛室內(nèi)的農(nóng)民進(jìn)行監(jiān)督。如果種植或收割稍微偏離軌道，拖拉機(jī)或收割機(jī)就會(huì)損壞農(nóng)作物，或種植的農(nóng)作物歪歪扭扭、間距不均，從而在生長季節(jié)造成問題并最終降低產(chǎn)量。

“現(xiàn)在所有的拖拉機(jī)都停在地頭，因?yàn)樘栵L(fēng)暴導(dǎo)致GPS失靈，”來自內(nèi)布拉斯加州的農(nóng)民凱文·肯尼(Kevin Kenney)告訴媒體：”無法使用GPS定位，而我們正處于玉米播種的關(guān)鍵時(shí)期。我敢打賭，周一商品市場(chǎng)肯定會(huì)飆升?！?/p>

農(nóng)業(yè)專家指出，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的GPS中斷是一個(gè)非常嚴(yán)重的問題，由于大量農(nóng)機(jī)的GPS系統(tǒng)暫時(shí)離線，導(dǎo)致連接約翰迪爾“StarFire”接收器的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)(RTK)系統(tǒng)出現(xiàn)間歇性連接和精度問題。StarFire接收器大量安裝在現(xiàn)代拖拉機(jī)和農(nóng)機(jī)設(shè)備上，其RTK系統(tǒng)利用GPS信號(hào)再加上來自地面固定點(diǎn)的持續(xù)更新的“修正”數(shù)據(jù)流，從而實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位精度，用于農(nóng)作物種植、耕地、噴灑肥料和除草劑等作業(yè)。

據(jù)堪薩斯州和內(nèi)布拉斯加州約翰迪爾經(jīng)銷商LandmarkImplement發(fā)布的最新消息，太陽風(fēng)暴破壞了許多農(nóng)戶的約翰迪爾拖拉機(jī)的RTK系統(tǒng)的精度，其他品牌拖拉機(jī)的類似系統(tǒng)也受到了影響。

“由于RTK網(wǎng)絡(luò)的工作方式，基站發(fā)送的修正數(shù)據(jù)受到了地磁風(fēng)暴的影響，導(dǎo)致田間出現(xiàn)大幅偏差，甚至出現(xiàn)一些大幅度的航向變化，”該經(jīng)銷商在周六上午告知農(nóng)民們：“在未來幾個(gè)月內(nèi)，當(dāng)你們返回田間進(jìn)行施肥、噴灑、耕種、收割等作業(yè)時(shí)，我們預(yù)計(jì)農(nóng)行不會(huì)位于自動(dòng)路徑線指示的位置。這會(huì)影響精度降低期間種植的農(nóng)田。在這些田塊中使用自動(dòng)路徑功能將非常困難，甚至不可用，因?yàn)榫葥p失很可能是不可預(yù)測(cè)的?！?/p>

比地磁暴更可怕的攻擊

NOAA預(yù)計(jì)此次太陽風(fēng)暴將于本周一結(jié)束。地磁暴對(duì)農(nóng)業(yè)的打擊再次為我們敲響了警鐘，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和糧食安全的脆弱性遠(yuǎn)超我們想象。但最大的威脅并非來自太陽，而是黑客攻擊。安全專家警告說：“太陽黑客”告訴我們，依賴衛(wèi)星和互聯(lián)網(wǎng)連接的拖拉機(jī)是一個(gè)特別令人擔(dān)憂的攻擊媒介。

去年，國際海事衛(wèi)星組織(Inmarsat)衛(wèi)星服務(wù)中斷導(dǎo)致澳大利亞和新西蘭的拖拉機(jī)“趴窩”。

2022年俄烏戰(zhàn)爭期間，烏克蘭黑客遠(yuǎn)程破壞了俄軍繳獲的價(jià)值數(shù)百萬美元的烏克蘭拖拉機(jī)，有觀察人士擔(dān)心，惡意黑客可能會(huì)把約翰迪爾或其他農(nóng)機(jī)制造商的設(shè)備更新與監(jiān)控等遠(yuǎn)程功能轉(zhuǎn)化為攻擊載體。一旦獲得規(guī)模化應(yīng)用，這類網(wǎng)絡(luò)攻擊很可能會(huì)被用于大規(guī)模破壞農(nóng)業(yè)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。

2022年5月,美國農(nóng)業(yè)機(jī)械巨頭愛科遭到勒索軟件攻擊，生產(chǎn)運(yùn)營中斷多日，這導(dǎo)致其拖拉機(jī)銷售在美國最重要的種植季節(jié)停滯不前。

2023年，以色列農(nóng)田灌溉系統(tǒng)遭黑客攻擊，負(fù)責(zé)約旦河谷農(nóng)田灌溉的水位控制器，以及加利爾污水公司(Galil Sewage Corporation)的控制系統(tǒng)都遭到了破壞，導(dǎo)致農(nóng)民田地?zé)o法澆水。

這些事件暴露了長期被忽視的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的脆弱性：針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械或其依賴的衛(wèi)星的網(wǎng)絡(luò)攻擊，不需要“二十年等一回”，隨時(shí)都有可能發(fā)生，對(duì)全球糧食供應(yīng)構(gòu)成遠(yuǎn)超地磁暴的重大威脅。