Laut einer neuen Studie treffen Sonnenstürme, die stark genug sind, um elektronische Geräte zu verwüsten, alle 25 Jahre die Erde. Und weniger starke - und dennoch gefährliche - Stürme treten etwa alle drei Jahre auf. Diese Schlussfolgerung stammt von einem Team von Wissenschaftlern der University of Warwick und der British Antarctic Survey.
Diese starken Stürme können elektronische Geräte wie Kommunikationsgeräte, Luftfahrtgeräte, Stromnetze und Satelliten stören.
Das Team identifiziert zwei Arten von starken Magnetstürmen: „Große Superstürme“ sind die stärksten und treten durchschnittlich alle 25 Jahre auf. Die schwächeren, aber immer noch gefährlichen „schweren Superstürme“ treten durchschnittlich alle drei Jahre auf.
Das neue Papier mit diesen Ergebnissen trägt den Titel „Using theaa Index über die letzten 14 Sonnenzyklen zur Charakterisierung extremer geomagnetischer Aktivitäten. “ Es wurde in der Zeitschrift Geophysical Research Letters veröffentlicht. Der Hauptautor ist Dr. S. C. Chapman von der University of Warwick.
Sonnenstürme werden auch als geomagnetische Stürme bezeichnet. Sie werden durch Störungen in der Sonne verursacht, die geladene Teilchen in den Weltraum schicken. Wenn diese Teilchen auf die Erdmagnetosphäre treffen, verursachen sie den Sturm. Die Partikel können aus koronalen Massenauswürfen (CME), mitrotierenden Wechselwirkungsbereichen (CIR) und koronalen Löchern stammen, die einen Hochgeschwindigkeitsstrom von Sonnenwind emittieren, der sich doppelt so schnell wie normaler Sonnenwind ausbreiten kann.
Der berühmteste geomagnetische Sturm ist das Carrington-Ereignis von 1859. Das Carrington-Ereignis ist auch der stärkste geomagnetische Sturm, der jemals aufgezeichnet wurde. Dieser Sturm hat einige Telegraphensysteme in verschiedenen Teilen der Welt außer Gefecht gesetzt, einige Brände ausgelöst und sogar einige Telegraphenbetreiber schockiert.
In jüngerer Zeit störte ein Sturm von 1989 in Quebec das Stromverteilungssystem und erzeugte mächtige Auroren, die bis in den Süden des Bundesstaates Texas reichten.
Sonnenstürme stellen ein zunehmendes Risiko dar, da unsere Welt elektronisch stärker vernetzt wird. Nicht nur unsere Stromverteilungssysteme, sondern auch unsere globalen Kommunikationssysteme. Unsere Satelliten sind möglicherweise am anfälligsten, und die moderne Gesellschaft verlässt sich mehr auf sie als viele Menschen glauben. Es wurde berechnet, dass ein Sturm, der so stark ist wie das Carrington-Ereignis, wenn er heute stattfinden würde, Milliarden, möglicherweise sogar Billionen Dollar Schaden anrichten würde.
Wissenschaftler interessieren sich für diese Stürme, weil sie vorhergesagt werden müssen. Dieses neue Papier basiert auf Magnetfelddaten, die 150 Jahre zurückreichen. Die Autoren sagen, dass sie feststellen können, wie viele starke Stürme es in diesem Zeitraum gab und wie oft sie auftraten.
In einer Pressemitteilung sagte die Hauptautorin Professor Sandra Chapman vom Zentrum für Fusion, Weltraum und Astrophysik der Universität Warwick: „Diese Superstürme sind seltene Ereignisse, aber die Einschätzung ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit ist ein wichtiger Bestandteil der Planung des Minderungsniveaus erforderlich, um kritische nationale Infrastrukturen zu schützen. “
In ihrer Arbeit zeigen die Autoren, dass in 42 der letzten 150 Jahre oder etwa alle drei Jahre „schwere“ Magnetstürme aufgetreten sind. Die stärkeren „großen“ Superstürme traten in 6 von 150 Jahren oder etwa alle 25 Jahre auf. Normalerweise dauern diese Stürme nur wenige Tage, aber sie können die moderne Technologie immer noch sehr stören. Superstürme können Stromausfälle verursachen, Satelliten stören oder beschädigen, die Luftfahrt stören und vorübergehend GPS-Signale und Funkverbindungen verlieren. (GPS dient nicht nur der Navigation. Ob Sie es glauben oder nicht, das moderne Bankensystem ist stark auf GPS angewiesen, um Finanztransaktionen zu synchronisieren.)
"Diese Studie schlägt eine neue Methode vor, um historische Daten zu erfassen und ein besseres Bild der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Superstürmen und der Supersturmaktivität zu erhalten, die wir in Zukunft wahrscheinlich sehen werden", sagte Chapman.
Das Carrington-Ereignis war nicht Teil der Studie, da die von den Forschern untersuchten Daten nicht so weit zurückreichen. Ihre Magnetfelddaten stammen von den entgegengesetzten Enden der Erde, von Stationen in Großbritannien und Australien. Es deckt die letzten 14 Sonnenzyklen ab, die weit vor dem Weltraumzeitalter zurückreichen.
Ihre Analyse zeigt, dass Superstürme, die so stark sind wie das Carrington-Ereignis, häufiger auftreten als gedacht, und dass sie jederzeit ohne Vorwarnung auftreten können.
Professor Richard Horne, Leiter des Weltraumwetters bei der British Antarctic Survey, sagte: „Unsere Untersuchungen zeigen, dass ein Supersturm häufiger auftreten kann, als wir dachten. Lass dich nicht von den Statistiken irreführen, es kann jederzeit passieren, wir wissen einfach nicht wann und im Moment können wir nicht vorhersagen wann. "
Diese Stürme werden in der Sonne geboren, aber das Weltraumwetter kann durch Beobachtung von Änderungen des Magnetfelds an der Erdoberfläche überwacht werden. Es gibt qualitativ hochwertige Daten von mehreren Stationen auf der Erde, die bis zum Beginn des Weltraumzeitalters um 1957 zurückreichen. Wissenschaftler wissen, dass die Sonne einen Aktivitätszyklus von ungefähr 11 Jahren hat und während dieses Zyklus die Intensität der Sonne variiert. Das Problem ist, dass diese Daten nicht ausreichen. Es umfasst nur fünf Sonnenzyklen.
Ein besseres Verständnis der starken Sonnenstürme und ihrer Häufigkeit erfordert einen größeren Datensatz, der sich über mehr Sonnenzyklen erstreckt. In dieser neuen Studie gingen die Forscher in der Zeit weiter zurück. Sie sahen sich das an aa geomagnetischer Index, der von Standorten in Großbritannien und Australien an gegenüberliegenden Enden der Erde stammt. Das aa Der Index löscht das Hintergrundfeld der Erde und reicht 150 Jahre oder 14 Sonnenzyklen zurück. Es ist die längste, fast kontinuierliche Aufzeichnung von Änderungen der Magnetfelder auf der Erdoberfläche.
Das Team verwendete Jahresmittelwerte aus den obersten Prozent der aa Index, um zu ihrer Schlussfolgerung zu gelangen. Auf diese Weise stellten sie fest, dass in 42 von 150 Jahren ein „schwerer“ Supersturm auftrat und in 6 von 150 Jahren der seltenere, aber stärkere „große“ Supersturm. Das bedeutet, dass diese extremen Stürme alle 25 Jahre auftreten Jahre. Zum Beispiel war der Sturm von 1989, der einen großen Stromausfall in Quebec verursachte, ein großer Sturm.
Vor einigen Jahren gab es einen Beinaheunfall. Im Jahr 2012 löste die Sonne einen mächtigen Ausbruch eines außergewöhnlich großen und starken koronalen Massenauswurfs aus. Zum Glück war die Erde nicht auf ihrem Weg. Aber Daten zeigten, dass es ein Supersturm gewesen wäre, wenn es uns getroffen hätte.
Das Interesse an der Sonne und dem Weltraumwetter, das sie uns entgegenbringt, nimmt zu. Da unsere Wirtschaft und Lebensweise immer mehr auf Satelliten, Kommunikation und Stromnetze angewiesen sind, haben Regierungen und Behörden das Verständnis und die Vorhersage des Weltraumwetters zu einer Priorität gemacht.
Derzeit untersuchen mehrere Raumschiffe die Sonne, darunter SOHO (Solar Heliospheric Observatory), SDO (Solar Dynamics Observatory) und Parker Solar Probe. Diese Raumschiffe erweitern unser Verständnis der Sonne und unsere Fähigkeit, diese gefährlichen Stürme vorherzusagen.
Mehr:
- Pressemitteilung: Wahrscheinlichkeit von Weltraum-Superstürmen, geschätzt aus der längsten Periode von Magnetfeldbeobachtungen
- Forschungsbericht: Verwendung des Hauptdex in den letzten 14 Sonnenzyklen zur Charakterisierung der extremen geomagnetischen Aktivität
- Space Magazine: Weltraumwettervorhersagen können Satelliten jetzt einen ganzen Tag lang warnen, wenn ein Killer-Sonnensturm eintrifft
