كشفت دراسة جديدة أن العواصف الشمسية قوية بما يكفي لإحداث دمار في المعدات الإلكترونية تضرب الأرض كل 25 عامًا. والعواصف الأقل قوة - لكنها لا تزال خطرة - تحدث كل ثلاث سنوات أو نحو ذلك. يأتي هذا الاستنتاج من فريق من العلماء من جامعة وارويك ومسح أنتاركتيكا البريطاني.
يمكن لهذه العواصف القوية أن تعطل المعدات الإلكترونية ، بما في ذلك معدات الاتصالات ومعدات الطيران وشبكات الكهرباء والأقمار الصناعية.
يحدد الفريق نوعين من العواصف المغناطيسية القوية: "العواصف الخارقة العظيمة" هي الأقوى وتحدث كل 25 عامًا في المتوسط. تحدث "العواصف الشديدة" الأضعف ولكن الخطيرة كل ثلاث سنوات في المتوسط.
الورقة الجديدة التي تقدم هذه النتائج بعنوان "استخدامأأ مؤشر على مدى 14 دورة شمسية لتوصيف النشاط المغنطيسي الأرضي المتطرف ". نشر في مجلة Geophysical Research Letters. المؤلف الرئيسي هو الدكتور إس سي تشابمان من جامعة وارويك.
تسمى العاصفة الشمسية أيضًا العواصف المغناطيسية الأرضية. سببها الاضطرابات في الشمس التي ترسل الجسيمات المشحونة إلى الفضاء. عندما تضرب هذه الجسيمات الغلاف المغناطيسي للأرض ، فإنها تسبب العاصفة. يمكن أن تأتي الجسيمات من عمليات طرد الكتلة الإكليلية (CME) ، ومناطق التفاعل المشترك (CIR) ، والثقوب الإكليلية التي تنبعث منها تيار عالي السرعة من الرياح الشمسية التي يمكن أن تنتقل مرتين بسرعة الرياح الشمسية العادية.
أشهر عاصفة مغنطيسية أرضية هي حدث كارينجتون عام 1859. كما تعد عاصفة كارينجتون أقوى عاصفة مغناطيسية أرضية تم تسجيلها على الإطلاق. دمرت تلك العاصفة بعض أنظمة التلغراف في أجزاء مختلفة من العالم ، وبدأت بعض الحرائق ، وحتى صدمت بعض مشغلي التلغراف.
في الآونة الأخيرة ، عطلت عاصفة في كيبيك عام 1989 نظام توزيع الطاقة ، وخلقت الشفق القطبي الذي شوهد في أقصى جنوب ولاية تكساس.
تشكل العواصف الشمسية خطرًا متزايدًا حيث يصبح عالمنا أكثر ارتباطًا إلكترونيًا. ليس فقط أنظمة توزيع الطاقة لدينا ، ولكن أنظمة الاتصالات العالمية أيضًا. قد تكون أقمارنا الصناعية هي الأكثر ضعفاً ، ويعتمد عليها المجتمع الحديث أكثر مما يدرك الكثير من الناس. تم حساب أن عاصفة قوية مثل حدث كارينجتون ، إذا حدثت اليوم ، قد تتسبب في أضرار بمليارات ، وربما حتى تريليونات من الدولارات.
العلماء مهتمون بهذه العواصف بسبب الحاجة للتنبؤ بها. تستند هذه الورقة الجديدة إلى بيانات المجال المغناطيسي منذ 150 عامًا. يقول المؤلفون إنهم يستطيعون اكتشاف عدد العواصف القوية التي حدثت في تلك الفترة الزمنية ، وكم مرة حدثت.
في بيان صحفي ، قالت الكاتبة الرئيسية البروفيسورة ساندرا تشابمان ، من مركز الانصهار والفضاء والفيزياء الفلكية بجامعة وارويك: "هذه العواصف الفائقة أحداث نادرة لكن تقدير فرص حدوثها هو جزء مهم من التخطيط لمستوى التخفيف اللازمة لحماية البنية التحتية الوطنية الحيوية ".
أظهر الباحثون في ورقتهم أن العواصف المغناطيسية "الشديدة" حدثت في 42 من أصل 150 عامًا أو حوالي كل ثلاث سنوات. حدثت العواصف الفائقة "القوية" الأكثر قوة في 6 سنوات من أصل 150 ، أو كل 25 سنة تقريبًا. عادة ما تستمر هذه العواصف لبضعة أيام فقط ، ولكن لا يزال من الممكن أن تكون مدمرة للغاية للتكنولوجيا الحديثة. يمكن أن تتسبب العواصف الفائقة في انقطاع التيار الكهربائي أو تعطيل الأقمار الصناعية أو إتلافها وتعطيل الطيران وتسبب فقدانًا مؤقتًا لإشارات GPS والاتصالات اللاسلكية. (نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ليس فقط للملاحة. صدق أو لا تصدق ، يعتمد النظام المصرفي الحديث بشكل كبير على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لمزامنة المعاملات المالية.)
قال تشابمان: "يقترح هذا البحث طريقة جديدة للتعامل مع البيانات التاريخية ، لتقديم صورة أفضل عن فرصة حدوث العواصف الفائقة وما هو نشاط العواصف الفائقة الذي من المرجح أن نراه في المستقبل".
لم يكن حدث كارينغتون جزءًا من الدراسة ، لأن البيانات التي نظر إليها الباحثون لا تعود إلى هذا الحد. بيانات المجال المغناطيسي من الأطراف المقابلة للأرض ، من محطات في المملكة المتحدة وأستراليا. ويغطي آخر 14 دورة شمسية يرجع تاريخها إلى ما قبل عصر الفضاء.
يُظهر تحليلهم أن العواصف الخارقة القوية مثل حدث كارينغتون قد تكون أكثر شيوعًا مما كان يعتقد ، وأنه يمكن أن تحدث في أي وقت ، مع القليل من التحذير.
قال البروفيسور ريتشارد هورن ، الذي يقود الطقس الفضائي في المسح البريطاني لأنتاركتيكا: "أظهر بحثنا أن العاصفة الفائقة يمكن أن تحدث في كثير من الأحيان أكثر مما كنا نعتقد. لا تضلل الإحصائيات ، يمكن أن يحدث في أي وقت ، نحن ببساطة لا نعرف متى وفي الوقت الحالي لا يمكننا التنبؤ بالوقت ".
تولد هذه العواصف في الشمس ، ولكن يمكن مراقبة الطقس الفضائي من خلال مراقبة التغيرات في المجال المغناطيسي على سطح الأرض. هناك بيانات عالية الجودة من محطات متعددة على الأرض تعود إلى بداية عصر الفضاء ، حوالي عام 1957. يدرك العلماء أن الشمس لديها دورة نشاط مدتها 11 عامًا تقريبًا ، وخلال تلك الدورة تختلف الشمس في شدتها. المشكلة هي أنه لا يوجد ما يكفي من هذه البيانات. يغطي خمس دورات شمسية فقط.
يتطلب الفهم الأفضل للعواصف الشمسية القوية ومعدل حدوثها مجموعة بيانات أكبر تغطي المزيد من الدورات الشمسية. في هذه الدراسة الجديدة ، عاد الباحثون إلى أبعد من ذلك في الوقت المناسب. نظروا إلى أأ مؤشر مغناطيسي جغرافي ، يأتي من مواقع في المملكة المتحدة وأستراليا ، في نهايات الأرض المقابلة. ال أأ يلغي الفهرس مجال خلفية الأرض ، ويعود إلى 150 عامًا ، أو 14 دورة شمسية. إنه السجل الأطول والمستمر تقريبًا للتغيرات في المجالات المغناطيسية عبر سطح الأرض.
استخدم الفريق المتوسطات السنوية من أعلى نسبة مئوية قليلة من أأ مؤشر للوصول إلى استنتاجهم. بهذه الطريقة وجدوا أن العاصفة العظمى "الشديدة" حدثت في 42 عامًا من أصل 150 ، والعاصفة الفائقة الأكثر ندرة ولكن الأكثر قوة حدثت في 6 سنوات من 150. وهذا يعني أن هذه العواصف الشديدة تحدث مرة واحدة في كل 25 سنوات. كمثال ، كانت عاصفة 1989 التي تسببت في انقطاع التيار الكهربائي الكبير في كيبيك عاصفة كبيرة.
قبل بضع سنوات كان هناك ما يقرب من ملكة جمال. في عام 2012 ، أطلقت الشمس العنان للانفجار القوي من طرد جماعي تاجي كبير وقوي بشكل استثنائي. لحسن الحظ ، لم تكن الأرض في طريقها. لكن البيانات أظهرت أنها كانت ستكون عاصفة فائقة لو أنها ضربتنا.
هناك المزيد والمزيد من الاهتمام بالشمس وطقس الفضاء الذي يرسل طريقنا. مع اعتماد اقتصادنا وطريقة حياتنا بشكل متزايد على الأقمار الصناعية والاتصالات وشبكات الطاقة ، جعلت الحكومات والوكالات من التفهم والتنبؤ بطقس الفضاء أولوية.
هناك العديد من المركبات الفضائية التي تدرس الشمس في الوقت الحالي ، بما في ذلك SOHO (المرصد الشمسي للغلاف الشمسي) و SDO (مرصد الديناميكيات الشمسية) ومسبار باركر الشمسي. هذه المركبات الفضائية تزيد من فهمنا للشمس وقدرتنا على التنبؤ بهذه العواصف الخطيرة.
أكثر:
- بيان صحفي: احتمالية حدوث عواصف فضاء فضائية تقدر من أطول فترات مراقبة المجال المغناطيسي
- ورقة بحثية: استخدام theaaindex خلال آخر 14 دورة شمسية لتوصيف النشاط المغنطيسي الأرضي القوي
- مجلة الفضاء: يمكن الآن لتنبؤات الطقس الفضائي أن تعطي الأقمار الصناعية يومًا كاملًا من التحذير عند دخول عاصفة شمسية قاتلة
