Zonnestormen die krachtig genoeg zijn om grote schade aan te richten aan elektronische apparatuur treffen de aarde elke 25 jaar, volgens een nieuwe studie. En minder krachtige - maar nog steeds gevaarlijke - stormen komen om de drie jaar of zo voor. Deze conclusie komt van een team van wetenschappers van de University of Warwick en de British Antarctic Survey.
Deze krachtige stormen kunnen elektronische apparatuur verstoren, waaronder communicatieapparatuur, luchtvaartapparatuur, elektriciteitsnetten en satellieten.
Het team onderscheidt twee soorten krachtige magnetische stormen: 'grote superstormen' zijn de krachtigste en komen gemiddeld om de 25 jaar voor. De zwakkere maar nog steeds gevaarlijke 'ernstige superstormen' komen gemiddeld om de drie jaar voor.
Het nieuwe artikel dat deze resultaten presenteert, heeft als titel 'Het gebruik van deaa index over de laatste 14 zonnecycli om extreme geomagnetische activiteit te karakteriseren. ” Het is gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters. De hoofdauteur is Dr. S.C. Chapman van de University of Warwick.
Zonnestormen worden ook wel geomagnetische stormen genoemd. Ze worden veroorzaakt door storingen in de zon die geladen deeltjes de ruimte in sturen. Wanneer die deeltjes de magnetosfeer van de aarde raken, veroorzaken ze de storm. De deeltjes kunnen afkomstig zijn van coronale massa-ejecties (CME), co-roterende interactiegebieden (CIR) en coronale gaten die een hogesnelheidsstroom van zonnewind uitzenden die twee keer zo snel kan reizen als normale zonnewind.
De bekendste geomagnetische storm is het Carrington-evenement van 1859. Het Carrington-evenement is ook de krachtigste geomagnetische storm ooit geregistreerd. Die storm sloeg een aantal telegraafsystemen in verschillende delen van de wereld uit, veroorzaakte een aantal branden en schokte zelfs enkele telegraafoperators.
Meer recentelijk verstoorde een storm in Quebec in 1989 het stroomverdeelsysteem en creëerden krachtige aurora's die tot in het zuiden van de staat Texas werden waargenomen.
Zonnestormen vormen een toenemend risico naarmate onze wereld meer elektronisch wordt verbonden. Niet alleen onze stroomdistributiesystemen, maar ook onze wereldwijde communicatiesystemen. Onze satellieten zijn misschien wel de meest kwetsbare en de moderne samenleving vertrouwt er meer op dan veel mensen beseffen. Er is berekend dat een storm zo krachtig als het Carrington-evenement, als het vandaag zou plaatsvinden, miljarden, mogelijk zelfs biljoenen dollars aan schade zou veroorzaken.
Wetenschappers zijn geïnteresseerd in deze stormen omdat ze moeten worden voorspeld. Dit nieuwe papier is gebaseerd op magnetische veldgegevens die 150 jaar teruggaan. De auteurs zeggen dat ze kunnen detecteren hoeveel krachtige stormen er in die periode waren en hoe vaak ze zich voordeden.
In een persbericht zei hoofdauteur professor Sandra Chapman van het Center of Fusion, Space and Astrophysics van de University of Warwick: “Deze superstormen zijn zeldzame gebeurtenissen, maar het inschatten van hun kans op optreden is een belangrijk onderdeel van het plannen van het mitigatieniveau. nodig om kritieke nationale infrastructuur te beschermen. "
In hun paper laten de auteurs zien dat ‘ernstige’ magnetische stormen plaatsvonden in 42 van de afgelopen 150 jaar, of ongeveer elke drie jaar. De krachtigere 'grote' superstormen vonden plaats in 6 van de 150 jaar, of ongeveer elke 25 jaar. Meestal duren deze stormen maar een paar dagen, maar ze kunnen nog steeds erg storend zijn voor de moderne technologie. Superstormen kunnen stroomuitval veroorzaken, satellieten verstoren of beschadigen, de luchtvaart verstoren en tijdelijk verlies van GPS-signalen en radiocommunicatie veroorzaken. (GPS is niet alleen voor navigatie. Geloof het of niet, het moderne banksysteem is sterk afhankelijk van GPS om financiële transacties te synchroniseren.)
"Dit onderzoek stelt een nieuwe methode voor om historische gegevens te benaderen, om een beter beeld te geven van de kans op het optreden van superstormen en welke superstormactiviteit we in de toekomst waarschijnlijk zullen zien", aldus Chapman.
Het Carrington-evenement maakte geen deel uit van het onderzoek, omdat de gegevens waarnaar de onderzoekers keken niet zo ver teruggaan. Hun magnetische veldgegevens zijn afkomstig van de andere uiteinden van de aarde, van stations in het VK en Australië. Het bestrijkt de laatste 14 zonnecycli, die dateren van ver voor het ruimtetijdperk.
Uit hun analyse blijkt dat superstormen zo krachtig als het Carrington-evenement vaker voorkomen dan gedacht, en dat ze op elk moment kunnen gebeuren, met heel weinig waarschuwing.
Professor Richard Horne, die Space Weather leidt bij de British Antarctic Survey, zei: “Ons onderzoek toont aan dat een superstorm vaker kan voorkomen dan we dachten. Laat u niet misleiden door de statistieken, het kan op elk moment gebeuren, we weten gewoon niet wanneer en op dit moment kunnen we niet voorspellen wanneer. "
Deze stormen worden in de zon geboren, maar het ruimteweer kan worden gevolgd door veranderingen in het magnetische veld aan het aardoppervlak te observeren. Er zijn hoogwaardige gegevens van meerdere stations op aarde die teruggaan tot het begin van het ruimtetijdperk, rond 1957. Wetenschappers weten dat de zon een cyclus van ongeveer 11 jaar heeft, en tijdens die cyclus varieert de zon in intensiteit. Het probleem is dat er niet genoeg van deze gegevens zijn. Het beslaat slechts vijf zonnecycli.
Een beter begrip van krachtige zonnestormen en hun snelheid van optreden vereist een grotere dataset die meer zonnecycli omvat. In deze nieuwe studie gingen de onderzoekers verder terug in de tijd. Ze keken naar de aa geomagnetische index, die afkomstig is van locaties in het VK en Australië, aan tegenovergestelde uiteinden van de aarde. De aa index heft het achtergrondveld van de aarde op en reikt 150 jaar terug, ofwel 14 zonnecycli. Het is de langste, bijna continue registratie van veranderingen in magnetische velden over het aardoppervlak.
Het team gebruikte jaarlijkse gemiddelden van de bovenste paar procent van de aa index om hun conclusie te bereiken. Zo ontdekten ze dat er in 42 van de 150 jaar een 'zware' superstorm optrad, en de zeldzamere maar krachtigere 'grote' superstorm in zes van de 150 jaar. Dat betekent dat deze extreme stormen eens in de 25 jaar voorkomen jaar. De storm van 1989 die een grote stroomuitval in Quebec veroorzaakte, was bijvoorbeeld een grote storm.
Een paar jaar geleden was er een bijna-ongeluk. In 2012 veroorzaakte de zon een krachtige uitbarsting door een uitzonderlijk grote en sterke coronale massa-ejectie. Gelukkig voor ons lag de aarde niet op zijn pad. Maar uit gegevens bleek dat het een superstorm zou zijn geweest als het ons had getroffen.
Er is steeds meer interesse in de zon en het ruimteweer dat het onze kant op stuurt. Nu onze economie en manier van leven steeds meer afhankelijk worden van satellieten, communicatie en elektriciteitsnetten, hebben regeringen en instanties prioriteit gegeven aan het begrijpen en voorspellen van ruimteweer.
Er zijn momenteel verschillende ruimtevaartuigen die de zon bestuderen, waaronder SOHO (Solar Heliospheric Observatory), SDO (Solar Dynamics Observatory) en de Parker Solar Probe. Deze ruimtevaartuigen vergroten ons begrip van de zon en ons vermogen om deze gevaarlijke stormen te voorspellen.
Meer:
- Persbericht: waarschijnlijkheid van superstormen in de ruimte geschat op basis van de langste periode van magnetische veldwaarnemingen
- Onderzoekspaper: Gebruik van deeadex gedurende de laatste 14 zonnecycli om extreme geomagnetische activiteit te karakteriseren
- Space Magazine: Ruimteweervoorspellingen kunnen satellieten nu een hele dag waarschuwen als er een dodelijke zonnestorm binnenkomt
